关中某度假区高边坡治理设计方案比选

申红军 周 明 张九义

(1.西北综合勘察设计研究院，陕西西安 710003; 2.陕西省矿业权交易中心，陕西西安 710075; 3.信息产业部电子综合勘察研究院，陕西西安 710054)

拟设计高边坡位于陕西西安东部，为黄土塬前缘土质边坡。设计边坡可分为两个部分:本次设计的第①段边坡治理工程边坡长198.30 m，高差4.963 m～8.80 m，距坡顶5个单体建筑物边线6.08 m～12.30 m。第②，③段边坡治理工程边坡长244.65 m，高差0.0 m～4.963 m，距坡顶2个单体建筑物边线7.64 m;根据建设方提供的平面图及场地地形图，坡顶建筑物基坑开挖外放尺寸大于2 m(建筑物基础施工已经开始，拟建建筑采用灰土挤密桩法处理地基)。

1 岩土工程条件

1.1 场地位置、地形地貌

本治理设计高边坡位于西安市临潼区310国道与连霍高速之间，交通便利。

场地地形呈台阶状由南向北倾斜，地貌单元属黄土塬前缘。

1.2 地层结构及岩性描述

据野外勘探，边坡地层主要由第四系中、晚更新世风积黄土及残积古土壤组成，地层结构简单，分布规律明显。

1.3 地下水

场地地下水属潜水类型。稳定水位埋深为24.50 m～29.20 m，由于其埋藏较深，边坡设计不考虑地下水的影响。

1.4 地基土与地下水的腐蚀性

拟建场地环境类型为Ⅲ类，地基土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。

1.5 标准冻深

根据勘察报告，拟建场地季节性冻土标准冻深小于60 cm。

1.6 场地地震效应

西安市临潼区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。拟建场地可视为可进行建设的一般场地，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35 s。

2 设计方案与计算参数

2.1 方案选型一

根据现状边坡稳定性计算结果，经技术经济比较和工程类比，①，②，③边坡设计均采用模喷土钉墙支护结构方案。

工程材料:土钉2φ16;模喷或现浇板墙厚度200 mm;横拉加强筋1φ16;网片Φ8(200 mm×200 mm);土钉孔孔径130 mm，孔内注浆M25;定位卡φ8，S形网片搭接钢筋为Φ8;排水孔为φ50L500@ 3 000 PVC滤水管，采用预埋PVC管施工(在墙体内侧的PVC管须打孔并缠上纱布以便排水)，成孔可考虑采用人工洛阳铲。

2.2 方案选型二

第①段边坡设计采用锚杆桩板组合支挡治理方案，第②，③段边坡采用重力式浆砌石挡土墙方案。

工程材料:混凝土强度等级C30;块石上下面应尽可能平整，厚度不应小于200 mm，强度等级MU30;砌筑砂浆采用M20，外露面用M15砂浆勾缝、抹面。其他材料情况详见施工图。

2.3 边坡工程安全等级

根据GB 50330-2002，边坡工程安全等级按二级设计，支护结构重要性系数取1.0，设计结构基准期70年。

2.4 防洪设计

按GB 50201-94，本边坡设计防洪标准等级为Ⅲ级，按洪水重现期为50年设计，100年校核。

2.5 荷载

永久荷载基本组合值:1)坡顶建筑物基底压力180 kPa，条形基础，埋深-2.50 m。2)挡土墙砌体自重23 kN/m3。3)按水土合并计算土压力。施工阶段按朗肯土压力公式计算主动土压力。

可变荷载标准值:考虑坡顶施工影响可变荷载按25 kPa考虑，坡顶荷载不得超过此限值。

3 边坡稳定性计算

3.1 岩土参数选取

依据岩土工程勘察报告和同类场地工程经验，并充分考虑土体的不均匀性等因素，用反演分析法计算现状欠稳定状态边坡稳定性计算所需土层的抗剪强度参数标准值和天然重度采用表1中数值。

表1 边坡设计岩土参数表

3.2 计算结果

1)方案一。抗滑安全系数:15.210＞1.300;

抗倾覆安全系数:21.486＞1.600。

满足要求。

2)方案二。治理方案选用Ⅰ—Ⅰ'～Ⅷ—Ⅷ'代表性断面(最不利断面)，对边坡稳定性进行了验算，计算结果见表2。

表2 各断面稳定性计算结果

4 方案比选

方案一优势:垂直于高边坡进行模喷施工，占用上面建筑物室外面积小(可以满足上面建筑物室外道路通行)、方便施工(采用分部分段施工可取得良好的效果)、施工成本比较低。

方案二优势:浆砌石挡墙段须按一定坡度考虑从而占用上面建筑物室外道路，这部分成本低。而护坡桩段则有效避免边坡上原外放回填的杂填土，受外界条件影响程度小、后期维护效果较好。

综上比较，最终采用方案二，而浆砌石挡墙段占用边坡下面少许人行道即可解决。

5 施工要求

1)施工单位应具有相应资质。水泥、砂、石和钢筋等材料必须保证质量并对其进行复核、检测，确保其质量符合国家标准。

2)应根据现场坐标进行施工放线。

3)原状坡体回填土要求:a.回填所用的灰土或素土要质匀，杂质量小于3%。b.分层夯实填土压实系数不宜小于0.93。c.施工前应对填料进行击实试验，施工过程中应严格控制填料含水量。d.要分段(10.0 m～15.0 m)施工，确保施工过程中边坡稳定，且要分段、分部施工。e.挡土墙墙基下分布有湿陷性黄土，施工前应按相关规范要求对其进行处理;且应做好挡土墙上下现浇混凝土板和防渗土工膜的施工，以防外界水体下渗而影响挡土墙地基。

4)施工单位必须分段、分步施工，由南向北施工，开挖面不能过长，每段不能超过10 m～15.0 m，且不得随意超挖，人工填土段分步开挖深度1.0 m～1.5 m，原状粘性土段2.0 m～2.5 m。施工期间，对场地坡脚现有超挖地段重新返压回填，确保边坡稳定。

5)施工前须查清边坡周边和邻近范围内各类地下埋置物的分布、埋深等情况。若墙基底有管线、管沟穿越，应视具体情况适当调整挡墙尺寸，并通知设计人员进行设计变更。

6)施工前及施工过程中严禁地表水、施工用水渗入边坡土体，降低其强度，诱发边坡失稳。

7)挡土墙每10.00 m～15.00 m设置一道伸缩缝，缝宽25 mm，采用沥青麻筋填实。

8)按要求做好挡土墙地基处理并做好墙顶防渗垫层施工，且现浇防水板与挡土墙错缝布置。

9)冬季施工应注意混凝土防冻保湿、保温，夏天注意喷水养护。

10)施工单位做好报验、检测及施工记录。

11)边坡治理施工开始至竣工投入使用后两年内应对边坡和相邻建筑进行长期变形监测。

12)坡顶周围应设置护栏，确保人员安全。

［1］ 西安临潼国家旅游休闲度假区骊山新家园一期B区、幼儿园及社区中心勘察报告［R］.西安：西北综合勘察设计研究院，2011.

［2］ 西安临潼国家旅游休闲度假区工程地质调绘报告［R］.西安：西北综合勘察设计研究院，2010.

［3］ 刘国煜，赵云刚，陈雅斌.西安临潼国家旅游休闲度假区工程地质调绘实录［J］.山西建筑，2009，35(24)：125-126.