组合式边坡支护技术在复杂场地下的应用.pdf
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1、广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2023年7月第30卷 第7期JUL 2023Vol.30 No.7DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2023.07.006作者简介:王淋(1982-),男,硕士研究生,高级工程师,主要从事市政路桥设计工作。E-mail:0引言我国是一个滑坡灾害较为严重的国家,尤其是在中国的西南部地区。大型灾难性滑坡不仅造成巨大的灾害损失和人员伤亡,而且对工厂、矿山、公路及铁路等重要基础设施的安全运营造成严重影响1。因此,在保证边坡稳定性的前提下,选择经济合理的边坡支护方式也越来越受到工程建设方的关注2。
2、李伟等人3以低缓丘陵区高速公路中路堑挖方高边坡支护为工程背景,研究了锚索框架梁在公路高边坡应用的合理性;姚立新等人4利用桩墙锚喷组合结构,对因建筑物场地平整形成的高边坡进行了边坡支护;徐满华5以里耶变电站工程某一边坡为例,从边坡的稳定性评价、钢筋混凝土锚喷支护加固设计和经济性等多方面介绍了钢筋混凝土锚喷支护在变电站高边坡组合加固设计中的应用情况;赵来顺等人6采用钢筋混凝土预压托换桩对原主井驱动机房基础加固,通过托换桩将机房荷载传递到承载力较好的持力层,既保证了既有建筑物的安全,又保证了边坡的稳定。综上所述,边坡支护主要是根据导致边坡失稳的可能成因,对边坡采取的结构性支挡、加固与防护,常用的边坡
3、支护形式有挡墙、抗滑桩、锚固等7。然而,随着城市建设用地需求量增大,导致建筑场地复杂化,再采用单一的边坡支护方式已经不能满足实际工程需求,同一个边坡就需要采取多种支护形式组合的方式进行支护8。因此,本文以云南某场地边坡设计为例,根据工程地质条件对该边坡进行稳定性分析,采用了组合式边坡支护技术对该复杂场地进行了加固分析,为类似边坡支护工程项目提供借鉴和参考。1工程概况某口岸国际货场建设项目位于云南省文山州麻栗坡县中越交界处。拟建场地东北侧为道路,南侧紧邻镇政府,西至采石场,为山体所环绕,北至打靶场。该货场总用地面积约11 933.00 m2,总建筑面积约23 375.88 m2,主场地北、西侧主
4、要为挖方边坡区,场地南、东侧主要为填方边坡区,北侧垂直挖方边坡高度介于4.729.84 m,西侧垂直挖方边坡高度介于1.6773.55 m,局部冲沟地段填方高度约10.86 m,南侧垂直填方高度介于12.9016.73 m,东侧垂直填方高度介于11.0932.00 m。综合确定边坡安全等级为级级。2工程地质条件2.1地形地貌拟建货场场地区域上地处滇东南岩溶高原南部组合式边坡支护技术在复杂场地下的应用王淋,杨帆,覃云春(中誉设计有限公司广东清远511515)摘要:以云南某场地边坡设计为例,根据工程地质条件对该边坡进行稳定性分析,采用了组合式边坡支护技术对边坡进行加固。对于挖方边坡,高度8 m以下
5、的采用仰斜式挡土墙方案,高度8 m以上的边坡采用锚杆(索)加固方案;对于填方边坡,高度5 m的以下边坡采用俯斜式挡土墙方案,高度大于5 m小于18 m的边坡采用加筋土挡墙,高度大于18 m的边坡采用桩板墙+加筋土挡墙。从而解决了复杂场地下的边坡稳定性问题,为类似边坡支护工程项目提供借鉴和参考。关键词:复杂场地;边坡支护;组合支护;稳定性分析中图分类号:U416.1+4文献标志码:A文章编号:1671-4563(2023)07-023-05Application of Combined Slope Support Technology in Complex SiteApplication of
6、Combined Slope Support Technology in Complex SiteWANG Lin,YANG Fan,QIN Yunchun(Zhongyu Design Co.,Ltd.Qingyuan 511515,China)AbstractAbstract:Taking the slope design of a site in Yunnan Province as an example,analyzes the stability of the slope according to the engineering geological conditions,and u
7、ses the combined slope support technology to reinforce the slope.For the excavated slope,the invertedretaining wall scheme is adopted for the height below 8 m,and the bolt(cable)reinforcement scheme is adopted for the slope with aheight of more than 8 m;For the filled slope,the slope below 5m height
8、 adopts the pitched retaining wall scheme,the slope with a heightgreater than 5 m and less than 18 m adopts a reinforced soil retaining wall,and the slope with a height greater than 18 m adopts a pileplate wall and reinforced soil retaining wall.Therefore,the slope stability problem under the comple
9、x site is solved,and the reference is provided for similar slope support projects.Key wordsKey words:complex site;slope support;combination support;stability analysis23王淋,等:组合式边坡支护技术在复杂场地下的应用JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期边缘的斜坡地带,东北部及中部高,东南面低,地势大致自西向东南倾斜,岩溶地貌发育。场地内高程介于107.00230.04 m,整体西高东低,最低点在
10、盘龙河出境处的天保口岸,高程仅107 m,属中低山地地貌,靠近盘龙河附近地势较平缓,临山一侧坡度较陡,以斜坡堆积地貌为主,场地内植被覆盖较好,场地内斜坡坡度较陡,坡度多介于3441,局部山麓地段坡度较缓。2.2地层岩性根据钻探揭露及地质调查结果,拟建场地主要由第四系人工堆积层(Q4ml)层、第四系耕土(Q4pd)层、第四系冲洪积(Q4al+pl)层及第四系坡积(Q4dl)层,下伏燕山期(Gn)花岗片麻岩及寒武系中统田莲组(2t)白云岩、板岩组成,场地土层按由新至老的顺序分别为:素填土,层底标高124.79143.71 m,主要分布于场地东侧及南侧填方地段;碎石素填土,层底标高116.45161
11、.32 m,主要分布于场地道路局部地段;耕土,场地内均有分布,主要分布于场地浅表层;粉质黏土,层底标高103.59125.72 m,主要分布于场地冲沟分布地段及冲沟下缘堆积地段浅表层;角砾,层底标高111.28141.48 m,主要分布于场地冲沟分布地段及冲沟下缘堆积地段浅表层;强风化花岗片麻岩,层顶标高151.24164.08 m,主要分布于场地南西角;强风化白云岩,层顶标高103.59169.06 m,呈东西向分布于场地中段;强风化板岩,层顶标高130.03224.48 m,呈东西向分布于场地北段。2.3水文地质拟建货场场地汇水面积约1.5 km2,周长约5 km。场地地表水主要分布于4条
12、冲沟内,主要接受大气降雨及地表出露泉水补给,属季节性冲沟。场地地下水主要为松散层孔隙水,主要接受大气降雨补给,受季节控制较明显。3边坡支护方案设计3.1设计参数选取根据岩土原位测试和室内试验结果,依据 建筑边坡工程技术规范:GB 5033020139,类比同地区同条件的工程经验,边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值,具体选择如表1所示。3.2边坡支护方案3.2.1总体设计原则本项目为山地工程,由于场地特殊的岩土构成,岩体软硬互层,基岩面起伏较大,岩体种类较多,各边坡高差差异大,本工程无大范围放坡条件,以支护为主,边坡支护设计遵循“减载、固脚、强腰、排水、绿化”的原则,总体按照如
13、下思路进行设计:挖方边坡:高度8 m以下的边坡在坡顶建构筑物满足距离要求的前提下,采用仰斜式挡土墙按照墙身高度统一计算;8 m以上边坡,以锚杆(索)加固方案为主,并合理有效地进行防排水。锚固的形式根据边坡岩土体类型、工程特征、锚承载力大小、锚材料和长度、施工工艺等综合确定。填方边坡:高度5 m以下的边坡采用俯斜式挡土墙按照墙身高度统一计算;高度大于5 m小于18 m的边坡采用加筋土挡墙;高度大于18 m的边坡采用桩板墙+加筋土挡墙。3.2.2土坡稳定性分析 圆弧型滑裂面采用Bishop法分析如图1所示,Ei及Xi分别表示法向及切向条间力,Wi为条块自重,Qi为水平力,Ni、Ti分别为条块底部的
14、总法向力和切向力,其余符号如图1所示。Bishop法的稳定系数通过下式计算:FS=1micibi()Wi-uibitaniWisini+WieiR 折线形滑裂面采用Morgenstern-Price法分析如图2所示,y=z(x)表示坡面线、x=h(x)表示侧向孔隙水压力、y=y1(x)表示有效应力的推力线、y=y(x)表示滑裂线。每一条块满足力的平衡微分方程为:岩土名称素填土碎石素填土粉质黏土角砾强风化花岗片麻岩强风化白云岩强风化板岩天然重度g/kNm-316.520.019.519.526.526.025.5承载力特征值fak/kPa6080120190350400320压缩模量Es/MPa
15、4.05.05.08.011.012.010.0粘聚力c/kPa16152830404540内摩擦角j/720725202518岩土与锚固体粘结强度标准值frb/kPa-400450350基底摩擦系数m-0.250.350.400.500.40表1各土层物理力学指标参数建议值Tab.1Suggested Values of Physical and Mechanical Index Parameters for Each Soil Layer图1Bishop法计算图式Fig.1Calculation Schema of Bishop MethodORTiXiWiNiXi-Xi+1UiliEi-
16、Ei+1QEiTiNiEi+1Xi+1hiliXiQiWieibiai24广东土木与建筑JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期dEdx()1-tanFSdydx+dXdx()1-tanFSdydx=cFS1+()dydx2+dUdx()tanFSdydx-1+dWdxtanFS+dydx-1+()dydx2tanFS式中:FS为抗滑安全系数;ru为孔隙应力比。通过迭代求解上述方程,可以求得FS。依据文献 9 和 高填方地基技术规范:GB 512542017 10,根据工程项目的重要性、破坏的后果严重性、边坡类型、边坡高度等因素,通过采用Geo-5、理正等相关软
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