边坡支护结构失稳破坏实例分析

张 璐

（核工业208大队 内蒙古 包头，内蒙古科技大学建筑与土木工程学院 内蒙古 包头）

边坡支护结构失稳破坏实例分析

张 璐

（核工业208大队 内蒙古 包头，内蒙古科技大学建筑与土木工程学院 内蒙古 包头）

本文主要针对包头市某一河段内的边坡事故，以收集和试验得出的数据为依据，对本次边坡支护破坏进行阐述分析，为日后该地区的边坡问题的设计、施工和质量要求提供一定的建议。

事故调查；受力分析

1 引言

边坡支护在地质灾害治理及基坑工程中大量应用，其技术伴随着我国近几十年工程建设的快速发展而不断进步，在带来巨大的工程价值和经济价值同时，边坡工程也是事故频出。本文针对包头市某一河段边护坡工程事故为背景，对该地区支护结构进行计算分析。

2 工程概况

该工程位于包头市区某河岸，河岸进行挡土墙施工，需要开挖，开挖段岸边有一栋2层楼建筑。该边坡支护深度为7.0m，采用桩-锚支护，桩体采用Q420钢管桩，桩顶标高-1.0m，桩顶上部采用1∶1放坡挂网喷锚，设计钢管桩桩长为9m，间距50cm，嵌固深度为3.0m，悬臂为6.0m; 自然地面下3.0m采用预应力锚索设计，设计值为250KN，锁定力为180KN，锚索水平间距为1.5m，锚索长20m，其中锚固段15m。

3.局部支护结构破坏与事故分析

图3 .1 支护结构体破坏图

边坡工程支护到基槽底部时，下午突发大雨，夜间局部支护地段结构破坏，桩体断裂。事故发生后，该段边坡进行迅速回填，如上图所示。

事故分析与总结：

（1）降水影响

事故发生当天，连降暴雨，工程尚未竣工，桩间土体与桩顶坡面部分区域尚未进行喷锚作业，坍塌区域部分防水尚未施工完成，暴雨造成桩内侧土体大量浸水，土体自身的强度降低，同时饱和土体中雨水未及时排出造成土压力迅速增大。

从上表3可以看出，由于边坡支护区域土体的雨水灌溉，造成土体强度降低。在浸水条件下土体重度增加，土体粘聚力c由天然状态下的2kPa和1kPa在饱和状态下都减少到0，内摩擦角减少了约20%，锚索与锚固体锚固力减少量约为10%。

由表4可以看出，天然状态下桩体所受轴力内侧为291MPa，外侧为376MPa，设计值为380MPa。浸水饱和状态时，状体轴力达到391MPa和460MPa，远远超出设计值，致使桩体发生断裂破坏。

（2）施工质量问题

设计采用二次高压灌浆工艺，通过现场拉拔试验锚索的极限抗拔力可达到420KN，常压灌浆的抗拔强度达到310KN。如右图所示，本工程锚索锚固段为细砂层，二次高压注浆工艺可使锚固段在该土层劈裂，渗透，使锚固体与土层的接触面积和粘结强度增加，摩阻力相比常压灌浆提升35%。本次施工过程未按照设计要求进行二次高压灌浆，只进行了常压孔口灌浆。施工成孔过程中，部分区域内土体孔隙率较大，与地勘报告土层不符，循环水又大量积于土体内部无法排除，造成锚固段内土层松软，土体力学性能降低，形成了严重的工程隐患。

（3）监测预警机制问题

根据沉降观测，事故前天，基坑沉降观测最大值已达到86mm，远远超出规范要求35mm位移报警值的要求。施工现场并未对立即进行危险报警与紧急处理。

4.结论

（1）边坡事故大多与水有关，饱和水的侵蚀造成土体强度降低，边坡渗流现象。因此，工程开展前应及时做好防水处理措施，并综合考虑地下水对支护结构的受力影响程度。

（2）对该工程的重点部位锚索高压灌浆，成桩、成孔工艺的施工质量应高度重视，严格把关，达到设计目的。

（3）建立有效的监测预警机制，一旦发现不稳定情况，应立即停止施工采取应急处理措施。边坡周围沉降速率突然增大时应格外注意，此时土体内部产生塑形变形，待塑性区连贯成面时，往往伴随边坡的事故发生。

[1] 基坑工程手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2] 建筑基坑支护技术规程．北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] 建筑基坑工程监测技术规范．北京：中国计划出版社，2009.

[4] 建筑地基与基础施工手册（第二版）.北京，中国建筑工业出版社，2005.

[5] 高等土力学．北京，清华大学出版社，2009.

G322

B

1007-6344（2015）06-0042-01