摘要：边坡支护是指为保证边坡及其环境的安全，而采取的支挡、加固与防护措施。通过采取有效支挡处理，防止滑坡、坍塌、剥落等安全事故。近年来，随着国民经济快速发展边坡治理与支护得到了广泛应用。本文就边坡支护工程在山地建筑中的应用展开探讨与分析，为同类工程建设提供参考。
关键词：边坡支护；山地建筑；应 用
1.项目背景及简介
本案例为某市铁路职工保障性住房小区项目，共有14栋多层单体建筑，位于山坡脚下，三面环山，水平高差达60余米，属于典型山地建筑。为合理利用自然地形和地貌条件，节约建设成本，在项目前期进行三通一平时，采用了因地制宜的设计方案，重点就小区内部交通和建筑平面布置两方面进行了设计优化，其中：在人车分流方面，行车道路采用了“盘旋而上”的设计理念，人行步道则以沿堡坎而建的登山梯步为主。在建筑平面布局上，14栋多层建筑沿行车主干道顺势向上呈阶梯状排布。因建筑基础部分坐落于阶梯形的岩石基层上，为保证房屋整体结构安全，需对基础开挖侧的中风化泥岩进行有效支挡，同时，对于小区东西两侧以杂填土为主的高边坡土体，还需进行有针对性的支挡措施以保证项目整体结构安全。期间，项目建设方会同设计单位本着安全可靠、节省工期、经济合理的原则对该项目边坡支护工程前后作了三次方案优化调整。
2.优化前边坡支护设计
根据地勘报告，该项目地层结构主要由人工堆积耕表土、素填土以及冲洪积（Q4al+pl）的粉质粘土层、强风化泥岩、中风化泥岩组成，需对拟建建筑物基础采用挡土墙，并以中风化泥岩作为基础持力层（地基承载力特征值 fak=250kPa）[1]。因项目地势高差较大，各建筑楼栋之间平面布置较为紧凑且边坡陡立，设计单位在最初方案设计时采用的是板肋式锚杆挡墙，该支挡的结构形式属于锚杆挡土墙类型，除此之外还有格构式和排桩式两种结构形式的锚杆挡墙。
板肋式锚杆挡墙主要由锚杆和钢筋混凝土肋柱、挡土板组成。肋柱是挡土板的支座，墙后的侧向土压力作用在挡土板上，并通过挡土板传递给肋柱，再由肋柱传递给锚杆，由锚杆与坡体之间的锚固力即锚杆抗拔力使之平衡，以维持墙身及墙后坡体的稳定。
本案初设的具体思路是：（1）对于高度在4米及以下的岩石或土体边坡，引用了挡土墙图集（04J008）中的俯斜式路肩墙FJB2—FJB6的作法，分别对应高度为1米、1—1.8米、1.8—2.8米、2.8—3.6米和3.6—4米之间的边坡支挡，该方式构造简单，主要依靠墙体自身重力对边坡土体稳定性起约束作用，实际上属于重力式挡土墙，适用于较低高度范围内的岩质或土质边坡。（2）对于高度在4米以上的岩石或土体边坡，则是全部采用了板肋式锚杆挡墙，并随挡墙高度变化（4——14米高度范围），对应有不同的肋柱中心距（3—5米）、锚孔直径（d=150—250mm）、锚杆锚固长度（l=5—9.5米）以及钢绞线直径（R=15.2—21.6mm）等[2]。该种方式在工程实践中能较好地适应具有一定自稳能力的边坡（如岩石边坡），从而可达到较为理想的支护效果。但是，该支挡方式施工工艺较为复杂，断面尺寸大，施工周期较长，对墙后临时边坡的稳定性和抗坡体变形的控制难度大，且工程造价（经测算为1397.28万元）仍有较大优化节约空间。
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3.优化调整措施
3.1将板肋式锚杆改为格构式锚杆挡墙
格构式锚杆挡墙是当前公路、铁路沿线边坡中常用的一种支护形式，由预应力锚杆、框格梁、植被袋组成。其作用原理是通过锚杆和框格梁的预应力使得岩土体成为一个整体，充分利用岩土体自身的强度及其稳定性加固边坡。同时在框格内设置植被袋。由于考虑到边坡高度、各层岩性不同的因素，需要修建成一定的坡度，做成梯级放坡的形式。具体设计方法为：（1）高度在3.5米及以下的边坡，引用了挡土墙图集（04J008）中的直立式路肩墙ZQ2—ZQ5的作法，分别对应高度为1米及以下、1—1.9米、1.9—2.7米、2.7—3.5米之间的边坡支挡。[3]（2）高度在3.5—14米之间的岩石边坡，则全部采用了格构式锚杆进行支挡。（3）高度超过14米范围的高土体边坡，则仍然采用板肋式锚杆挡墙。该种边坡支护形式的优点是：较大程度上保护了山体边坡的自然地貌，兼顾了生态环境利用，且工程造价（1222.45万元）相较板肋式锚杆挡墙形式有所节省，但仍然没有达到建设方对于施工难度低和工程造价省的预期目标。
3.2 利用整体挂网喷锚方式取代锚杆挡墙支护
经过前两次设计方案后，项目建设单位紧紧围绕工程质量优，工期、成本省的原则，结合项目本身地质和土体特点，对上一稿方案做了再次深化设计。由于本项目中的边坡支护主要是针对中分风化泥岩，而该岩石的地质结构特性为：层位稳定，质地坚固，具有较好的自身稳定性能和较高承载力，在进行地基变形计算时，中风化泥岩可视为不可压缩的刚性基底，是各类基础的良好的基础持力层。但若暴露于室外，不加以有效处理，较期内表层将受风化影响，造成网状节理发育，进而被完全风化。基于上述岩石特性，选择利用喷锚支护方式，最大程度利用了中分风化泥岩自身坚固、稳定性好的工程特性，通过注入高压混凝土侵入裂隙、 孔隙及节理，使得岩层及不良结构面的强度得以加强，在结合打入边坡岩体中的金属锚杆共同作用下，使得锚杆、喷射混凝土及边坡体形成共同作用，从而提高边坡体的整体性及自承载能力。该种简便易行的支护方法对基岩起到有效封闭和断水的目的。此外，为了保持边坡长期稳定，施工过程中还是要严格掌控分次喷射混凝土的工程节点，注意加强对植入土体中的顶面覆盖层锚固钢筋做沥青防腐处理，以免锈蚀后丧失拉结力，此外还要加强边坡泄水功能，处理好竖向沥青伸缩缝、泄水孔以及坡脚排水沟等工程质量。
4.实际应用效果及项目后评价
一是工程施工简便易行，充分利用了该项目自身岩土特性，相比采用大体积锚杆挡土墙施工来说工艺大大简化，提高了施工效率和工程进度。二是工程造价相对较低，喷锚支护方式相比原锚杆挡土墙，很大程度上节约了土石方开挖和混凝土工程量，经过造价测算，喷锚支护方式总造价约1007万元，比初设方案节省了约400万元。三是取得了良好的工程质量效果。项目交付使用近一年半以来，边坡质量整体稳定，泄水性能良好，无积水现象。通过对现场抗拔实验，结构和固定锚杆以及喷射混凝土厚度及强度检测均为合格。
结语
综上所述，通过工程应用实践证明，本工程项目较好地结合了工程地质特点，采用喷锚挂网支护方式，取得了良好的工程和经济效益。对于有一定自稳能力的岩石基层，采用喷锚挂网支护不失为一种经济、可靠的边坡支护方法。
参考文献：
[1] 《项目岩土工程详细勘察报告》.成都北南建设勘察有限公司
[2] 《土质边坡挡土墙设计》 .四川经纬建筑设计有限公司
[3] 《04J008挡土墙》. 中国建筑标准设计研究院
论文作者:宋吉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：挡墙论文; 锚杆论文; 挡土墙论文; 泥岩论文; 岩石论文; 高度论文; 项目论文; 《基层建设》2018年第23期论文;