万瑞霞

(兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州 730021)

1 工程概况

山西某场厂区占地面积约30万m2，三面环山，开挖边坡高度最大处20 m，需要对工程进行三面边坡支护。

2 边坡的工程地质条件

1)位置、地形及地貌。拟建场南边邻近二级公路，距市区约10 km，交通便利。目前为耕地，地势呈现南低北高的走势，场地中部为一深度约为10 m～20 m南北走向的冲沟，该沟的端面呈现“U”字形，在中部有几个小冲沟分支。沟底比较平坦、开阔。场地东、西、北三面环山，南侧为沟口。场地总体的地形起伏较大，地面标高约介于859.64 m～902.19 m。其地貌单元属中低山。

2)地质层。据勘探资料显示，场地的地层自上而下依次为:耕土()、第四系的全新统坡、洪积()黄土状土、上更新系统残积()粉质粘土以及二叠系(P)强风化、中风化砂岩。

3)地下水。根据地质勘察报告，在206个钻孔中只在10个钻孔中发现地下水，地下水位介于1.4 m～22.2 m。该水属于上层滞水，层顶有上更新统的残积()粉质粘土层，由大气的降水补给，水位、含水量都将随季节和降雨量变化而变化。

3 水文地质条件

1)气候。按中国气候带标准划分，该市属暖温带季风性气候，其主要特征是:大陆性气候较明显，四季分明，季风较强盛。年平均气温为9.8℃，最低气温为－24℃，最高气温为38.6℃，年平均蒸发量为1 792.6 mm，年平均降水量为617.1 mm，最大冻土深度为0.56 m。2)地表水。该市属于黄河水系，其主要河流丹河，它是沁河的最大支流，属于季节性河流，非汛期即将断流。该河流距拟建场地较远，可以不考虑其对拟建场地的影响。

4 边坡稳定性分析

根据该厂场地工程地质勘察报告，场地地形呈“U”形沟谷，沟谷将场地从中部分开，东、西两侧台阶式向中部沟谷缓倾，北高南低，呈缓倾状，总体认为:边坡呈台阶式或缓坡地貌景观，其上覆盖岩土主要为第四系坡洪积、残积层。综合分析认为，本场地可不考虑崩塌与滑坡问题。但由于边坡的地形起伏较大，基坑开挖或场地平整较深，最大深度将近地下20 m，涉及土层较深，且边坡进行大面积开挖后，坡体内岩土的初始应力状态将会改变，在坡脚附近会出现剪应力的集中区，可能在坡顶和坡面出现张应力区域，坡体中应力的变化可以直接引起周围边坡的变形破坏，受开挖过程中振动的影响，将会使坡面岩土产生松动，加剧风化，容易造成地表水的下渗，增大岩土的重量，升高孔隙水压力，软化裂隙面，降低抗剪级度，从而影响边坡的整体稳定性，将会造成边坡及其坡体失稳。

5 方案设计

根据场地的钻探资料及工程地质勘察报告，现对该厂场地的边坡总体设计将采用土钉—锚杆挂网喷浆技术或锚杆框架梁支护技术，配合地表、地下排水相结合的整治措施。由于边坡是永久性支护，喷射混凝土面层厚度为C20的混凝土15 cm，钢筋网系Φ6 mm钢筋制作，挂2层网，土钉成孔角度为10°～25°。土钉—锚杆设计时，根据边坡开挖高度分3种类型:1)边坡开挖高度在10 m以内，采用直立边坡，用2层钢筋网喷射C20的混凝土15 cm厚，2 m×2 m间距土钉，长度6 m～12 m，孔径100 mm，采用Φ25 mm钢筋制作，土钉成孔角度为10°～25°。2)边坡开挖高度10 m～15 m，采用直立边坡，如场地允许，尽量作放坡处理，坡率为1∶0.2，采用土钉—锚杆联合支护治理。设置4道长为15 m～18 m预应力锚杆，间距为3 m，孔径130 mm，用2Φ25 mm钢筋制作，0.5水灰比水泥砂浆灌注。锚杆之间用2层钢筋网喷射C20的混凝土15 cm厚，土钉间距2 m×2 m，长为12 m～14 m，孔径100 mm，用Φ25 mm钢筋制作，0.5水灰比水泥砂浆灌注，注浆压力为0.3 MPa～0.5 MPa。3)边坡开挖高度在15 m～20 m时，采用二级边坡处理，在坡间设置1.5 m～2 m的平台，边坡采用1∶0.2坡率。加固措施采用土钉—锚杆联合治理措施。面层处理同上。4)预应力锚杆采用2Φ25 mm钢筋，间距为3 m，长度为18 m～23 m。钻孔直径为130 mm，采用1∶0.5水泥砂浆，水灰比为0.6，注浆压力为0.3 MPa～0.5 MPa，锚杆施工角度为 15°～20°。C—C 剖面施工布置图见图1。

图1 C—C剖面施工布置图

6 截排水措施

在边坡的坡顶距离坡面2 m处设置一个截水沟，把坡面以外的地表水引入到排水沟进行有序的排放。在边坡的地面设置一个排水沟，将坡面上水排出厂外。

在10 m以上的边坡上设置仰斜的排水孔，以排除地表水，防止其渗入到地层中，仰斜排水孔间距为10 m×5 m，长35 m，直径130，下PVC花管。坡面设置小排水孔，直径100 mm，长度40 cm～60 cm短塑料管。

7 边坡开挖及防护、加固工程施工一般注意事项

7.1 作业面的开挖

在使用机械进行土方开挖时，为防止边坡出现超挖现象和土体的松动，采用人工清坡进行修护，以保证边坡平整时符合设计规定的坡角。为防止边坡裸露土体，对修整后的边坡立即喷上一层薄的砂浆处理，待凝结后进行土钉施工。

7.2 排水系统

基坑支护范围内的地表应该加以修整，构筑一个排水沟及水泥的地面，防止地表的水向地下渗透。在支护面层背部设置长度为40 cm～60 cm的水平塑料排水管。

A—A剖面施工布置图见图2。

7.3 土钉施工

钻孔之前，根据设计要求应定出孔位，并对其作出编号和标记。孔位的允许偏差不能大于200 mm，成孔倾角的误差不宜大于±3°。如成孔过程中遇有障碍而需调整孔位时，不能损害原定支护的安全程度。钻孔后，应该进行清孔检查，而对于孔中局部出现的塌孔或松土掉落要立即处理。在土钉钢筋置入孔后，注浆时采用底部注浆方式。注浆用水泥砂浆水灰比为0.5。

图2 A—A剖面施工布置图

7.4 喷射混凝土层面

在喷射混凝土之前，面层内的钢筋应该牢固地固定在边壁上，并且保护层厚度要符合规定的要求。钢筋网片可以用插入土中的钢筋来固定，在混凝土喷射时不应出现振动。喷射混凝土用的射距宜在0.8 m～1.5 m范围内，并要从底部向上部逐渐喷射。射流的方向一般应垂直地指向喷射面，但在有的钢筋部位，应先喷填钢筋的前方，以防止在钢筋的背面出现空隙。每边钢筋网片的搭接长度至少为一个网格边长。喷射混凝土完成以后至少应养护7 d，根据当地环境条件，可采取连续喷水、进行织物覆盖浇水，或采用喷涂养护剂等养护方法。喷射混凝土的粗骨料其最大粒径不大于12 mm，水灰比不大于0.45。立面布置图见图3。

图3 立面布置图

8 结语

从以上治理方案可以看出:形成边坡滑坡的主要原因有边坡体岩性的条件、地形和地貌、土体内部的结构及构造、地质水文的条件、地震、气候以及人为因素等;此外，黄土自身的化学性质、节理及水敏性的构造决定了黄土在滑坡方面的某些特性，由于边坡受水的影响较明显，滑坡面大多沿下伏基的岩面，有时顺沿黄土古土壤层，有时产生于下伏的第三纪软弱泥岩;在滑坡前易崩塌，且滑速大，一般具有崩滑性等特征。因此边坡处治方案主要取决于地形地貌环境、水文及地质条件、使用的要求、地层的性质、原材料的供应、荷载的特性及施工的技术条件等因素，因此需结合主体工程建筑物的特征实施多项措施综合性的治理原则。

目前，边坡的稳定性治理技术已日渐成熟，目前可采取将FLAC分析方法与有限元理论相比较，用一种分析方法去验证另一种分析方法的合理、可靠性。以后，随着边坡的支护措施和加固方法的不断改进，治理边坡的手段也会越来越丰富和可靠。

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