边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择论文_杨明洪

边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择论文_杨明洪

六盘水水月产业园区住建局

摘要:文章通过一些常见边坡支护形式的分析,重点分析了选择支护形式时需要考虑的因素,并由此结合实际案例进行综合比选,确定最佳的边坡支护形式,仅供参考。

关键词:边坡支护;选择;因素;形式

引言

很多工程当中涉及到基坑工程,基坑工程施工中,一个十分重要环节在于边坡支护,其形式多样,影响因素多。根据工程实际情况,充分考虑工程特点,选择合适的边坡支护形式十分关键。本文对此进行了探讨,希望能够提供一些参考价值。

1结构形式

基坑工程中的边坡支护结构形式有很多种,比较常见而且常用主要有以下几种。

其一,高压旋喷桩。主要是通过旋转喷嘴将水泥浆喷入土层和土体中,形成加固体,组合成排桩,挡土、止水。这种边坡支护形式适用于施工空间较小的基坑工程。优势在于施工振动小,噪声污染小,占地少,但是施工中会排出大量泥浆,容易造成污染。而且适用范围较小,对于一些特殊地质条件不适用。

第二,槽钢钢板桩,即钢板桩围护墙,用槽钢正反扣搭接或是并排组成,常见于浅基坑工程(深度4m内)。这种边坡支护拥有较好的耐久性,便于二次利用,施工方便,但是对水和微小颗粒的阻挡效果几乎没有,地下水位高的地区还要采用降排水措施,支护刚度较小抗弯能力弱,变形量较大。

第三,钻孔灌注桩,这种边坡支护应用范围最广,不过一般用于深基坑工程支护强度高,稳定性好。如果工程桩是灌注桩,还能同步施工,对周边影响小,但是容易造成水土流失。在一些特殊地质区域需要配合一些针对措施来解决挡水问题。

第四,地下连续墙,这种边坡支护结构适用于地质条件差或复杂,同时周边环境要求较高的深基坑工程。它具有良好的止水效果和较大刚度,在支护结构中是最强的一种支护形式。但是造价高昂,对施工设备有一定要求。

第五,土钉墙,相比上述的几个围护墙形式的边坡支护形式,土钉墙存在不同,主要是主动嵌固土体,增强边坡稳定性,主要是在边坡上钻孔,打入锚杆,并注浆形成土钉来稳定边坡,使基坑开挖后坡面保持稳定。一般用于土质较好的地区,支护效果好,具有较好经济性,施工方便且工期短,但是在土质不好的地区很难使用。

第六,SMW工法,即劲性水泥土搅拌桩法,在水泥土桩内插入H型钢、钢管等,将承受荷载和挡土止水结合起来,形成同时具有受力和抗渗能力的围护墙。凡是使用水泥土搅拌桩的场合均能使用,施工影响较小,结构可靠,挡水效果好。

2影响因素

结合上文看,边坡支护形式多样,且各有优势,支护形式在具体的运用中还需考虑诸多因素,以便既能保证支护的合理性,同时保证经济性,具体而言,主要需要考虑一下几个因素。

2.1地质条件

综合上文内容,边坡支护形式的选择,首要考虑地质条件,这是支护设计中需要考虑的最为基础同时又是最为重要的因素,归结起来主要包括地貌、地层构造、水文等。

首先,地貌,施工现场地貌是决定边坡稳定性的第一要素,复杂的地貌对高陡边坡不利,同时它还影响地下水文条件。它是地层构造的外在表现。

其次,地层构造,对于边坡支护来说,研究地层构造是关键点,主要是地层构造将影响边坡土体或岩体的力学性质,开挖基坑过程中遇到断层等不良地层构造体,开挖中集中释放的地层应力会对边坡产生不良影响,加剧边坡变形,甚至塌方,产生安全事故。当然在工程勘察阶段对地质条件就需要充分调查验证,以便解决不良地质条件的影响。

第三,水文条件,水对边坡的稳定性具有极大的影响,所谓“十滑九水”就是说的水对边坡的影响,边坡支护形式的选择必须考虑地下水和地表水,考虑地下水的埋藏条件、活动方式、水压力、腐蚀性等等,以此确定降排水措施,以便防止水对边坡的影响。

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2.2边坡性质

考虑边坡性质,就是要考虑好边坡是自然边坡还是人工预留边坡,或是填方边坡还是挖方边坡,一般基坑工程合理留设边坡是减少土方量的重要措施。主要考虑挖填高度,高度大那么边坡坡度系数就大,反之则小,甚至不放坡。还要考虑坡顶是否存在荷载,施工工期和施工季节,以及人工作业还是机械作业。

2.3变形机理

边坡的变形机理要彻底研究清楚,困难较大,但是这却是边坡支护形式选择中重要且必须要考虑的。边坡的性质不同,其变形机理也有很大的差别,其引发变形的因素有较大差别。这些都主导着边坡支护设计的思路和形式选择,所以弄清楚变形机理十分关键。

2.4环境保护与经济性

当前国家正在大力推进绿色施工,边坡支护同样需要注意环境保护,需要考虑好减少对周边环境的影响和污染,尽可能保持生态平衡。所以很多工程中出现生态边坡支护形式,当然对于基坑工程来说主要考虑污染问题。

而经济性是另一个主要考虑因素,不同的边坡支护形式有不同的造价,经济效益始终是企业要考虑的关键点,所以在选择合理的边坡支护形式的过程中还要考虑经济性,最终达成较高综合效益。

3结构选择

3.1工程概况

某车站基坑工程所在地主要地貌单元靠近地表径流,地形缓倾向地表径流,最近距离约702m,地形中无明显都坎,总体比较平缓,高程一般为1526~1530m,工程勘察期间发现地下水位埋深4.58~6.54m。基坑主体184.8m长,标准段134.4m宽,有不规则段存在,围护结构基坑深度17.18m。

3.2方案比选

涉及中首先考虑基坑施工方法,拟顺做法和逆做法供比选。

顺做法就是先做围护,然后开挖,在开挖中依次设置支撑系统。逆做法就是先开挖一定深度的土体,然后支设木板浇筑永久的结构梁板,代替传统的临时支撑系统,用以平衡围护结构的土体压力,最终由于顺做法比较传统,工艺成熟,支护结构独立,相比逆做法要便捷得多,因此选择顺做法。基于该方法,就边坡支护形式提供了几个备选方案,包括复合土钉墙、地下连续墙和钻孔灌注桩。

这些支护形式,各有各的优势和劣势,上文已经简略地分析了支护形式的优劣势,此处主要考虑经济性,依据当地的造价形势,土钉墙每平米造价约500元,但是基坑深度越深,锚杆越长造价越高。地下连续墙每立方米造价约2500元,在当地成功运用经验较少。钻孔灌注桩每立方米造价约1200元。由于该工程基坑深度17.18m,土钉墙不适用,地下连续墙造价虽然适用而且效果好,但是造价过高,所以综合比选后选择钻孔灌注桩。具体方案如下。

排桩支撑形式主要是桩加内支撑形式,工程所在地基坑位于卵石层,锚杆成孔难度较大,所以没有采用锚杆支护,而是采用桩加内支撑。又结合工程特点,在内支撑形式的选择上选择了钢筋混凝土内撑,主要是该基坑工程开挖深度深,刚支撑架设和拆卸虽然速度快,造价优势明显。但是由于该基坑形状不规则,刚支撑平面布置不方便,而且由于基坑较长,降低刚支撑刚度,所以选择钢筋混凝土支撑。具体方案中采用中心开挖方式,虽然施工工序比较复杂,但是在当地是比较常用的方式,成功经验多,成功率有保证。

结语

边坡支护形式的选择需要考虑很多方面的因素,既要能保证支护结构的合理性、安全性,又要保证支护结构形式的经济性,所以重点以经济性原则,结合工程特点,尤其是地质地貌特点,搞清楚边坡支护的性质以及变形机理,经综合比选,选择最佳的支护方案。

参考文献

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论文作者:杨明洪

论文发表刊物:《基层建设》2017年6期

论文发表时间:2017/6/19

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