高边坡从设计到施工管理重难点研究

张绍春

（建发房地产集团东南区域福州城市公司，福建福州350003）

0 引言

技术人员要加强对高边坡施工的重视，加强高边坡设计到施工环节的管理力度，重点展开高边坡工程设计、地质勘查分析，全面掌握高边坡设计情况，形成科学合理、具有较强可操作性的施工方案，提升边坡结构性能，为地表建筑物的高质、稳定提供支持[1]。

1 工程概况

“建发·燕郡B 标”南侧边坡支护项目位于永安市原水利电力职业技术学院内，项目由2 幢14 层高层安置房及一层地下室组成。场地属风化剥蚀低山地貌单元，场地整平时，南侧山坡需切坡开挖，坡脚道路路面标高为184.00～186.50m，坡顶标高为187～213m，边坡高度为6～29m，该边坡平面长度约213m，坡脚整平标高以下为1 层地下室，开挖深度约6.5m，形成最大高度达35.5m 的复杂的复合型高陡边坡，形成永久边坡与临时边相结合坡的混合边坡，边坡治理难度大。

边坡岩土体自上而下主要为素填土①，粉砂岩残积黏性土②、下伏为砂土状强风化粉砂岩（砂砾岩）③、碎块状强风化粉砂岩（砂砾岩）④、中风化粉砂岩（砂砾岩）⑤组成。素填土、粉砂岩残积黏性土、砂土状强风化粉砂岩（砂砾岩）易沿圆弧破裂面发生滑塌；碎块状强风化粉砂岩（砂砾岩）及中风化粉砂岩（砂砾岩）岩体破碎。

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2013），该边坡工程安全等级为一级，工程重要性为一级，场地复杂程度为二级、地基复杂程度为二级。

2 对高边坡设计和勘察的管控

2.1 高边坡的设计管控

在“建发·燕郡B 标”南侧边坡支护项目工程的设计管控中，要加强对设计的管理，严格按照三项设计原则展开设计，具体包括：一是防护原则。高边坡工程的作用是提升边坡稳定性，是指边坡岩、土体在一定坡高度与角度条件下保持稳定状态。因此，设计人员与管理人员需加强对坡高度与角度的调整，以提升稳定性为主要设计目的。二是安全原则。对于高边坡工程而言，勘查、设计的对象是多种多样的，但是必须要结合该工程区域的实际情况，有方向地进行勘查与设计。一般来说，要想保证高边坡安全，除了要注意稳定性，还需要关注边坡的抗害能力，增强边坡抗害性。三是稳定原则。高边坡防护设计中，由于边坡影响因素的多样与复杂，设计人员、管理人员需要根据地区有关标准，根据具体情况适当协调，保证边坡工程完工之后不存在质量问题。

根据以上原则，因地制宜选取合理的支护设计方案，采用分级框架-锚索、排桩-锚杆支护形式，其中：框架-锚索支护设计切坡坡率1∶0.2～1∶0.3，坡面采用现浇混凝土面板与喷射混凝土面层防护；北段局部采用钢筋混凝土灌注排桩+锚杆支护。

2.2 高边坡的勘察管控

在“建发·燕郡标”南侧边坡支护项目的勘察过程中，现场管理人员参与到地质勘查工作中，调查配合辅助原位测试、取样工作，勘察单位结合室内土工实验完成勘查分析。该项目采用5 台XY-1 型钻机完成野外施工。勘察过程中，重点要求对每个勘探孔的土样、岩心、总进尺应排列标注清楚，并经过现场拍照验收，确保地质勘查的真实性。勘察院形成完整的工程勘查报告，通过勘察跟踪，确保对整个场地的地质掌控。

2.3 重视锚索基本试验

该项目设计采用压力分散型预应力锚索，设计根据地勘于2015年12月完成设计方案初稿，根据设计方案，在进行大面积锚索施工前，2016年1月先进行两组6 根锚索抗拉拔基本试验，测定砂土状强风化粉砂岩层、碎块状强风化粉砂岩层的极限黏结强度标准值。通过试验，可以得出结论：砂土状强风化粉砂岩层，当锚固段长度为9m 时，其极限抗拔承载力为762kN，反算得到的极限黏结强度标准值为180kPa，较地勘提供参数提高了2.57 倍；碎块状强风化粉砂岩层，当锚固段长度为6m 时，其极限抗拔承载力为840kN，反算得到的极限黏结强度标准值为278kPa，较地勘提供参数提高了2.53 倍，最终采用240kPa 进行设计。根据试验数值，于2016年3月完成最终支护施工图设计，新方案取得了较大经济性，以3～3 剖面为例，锚索最长45m，按试验后数据可调整为30m，二级框架-锚索4 排可以减少为3 排，各剖面各孔锚索长度均可大幅减少。经测算最终设计方案与原方案相比，整个项目造价由1200 万降低为850 万，节约造价约350 万元，节约工期10d。

3 施工管理的重难点分析及措施

3.1 先加固开挖后永久支护

该项目边坡属于挖方边坡，由于对山体进行开挖后，稳定性大大降低，受降雨及人为活动等不利因素影响，边坡可能由稳定状态发展到不稳定状态，开挖后表层素填土、粉砂岩残积黏性土、强风化粉砂岩易沿圆弧破裂面发生滑塌。

受场地条件限制，开挖边坡坡率1∶0.2～0.3，坡度陡，为保证土方开挖期间边坡的稳定性，保护坡顶建筑物，同时控制预应力锚索与框架梁的施工质量，设计上采用了“先加固开挖后永久支护”的支护设计理念，即每一级边坡施工过程中，先采用喷锚支护，分层开挖、分层支护，同时自上而下进行永久预应力锚索施工，而后再施工框架梁，锁定该级锚索。这样的支护方式在保证边坡临时稳定性的前提下，每一级边坡的框架梁能整体浇筑，保证项目在高陡边坡施工过程中安全上得到保证。

3.2 框架锚索施工重点管控

3.2.1 由于上层场地内杂填土层较厚，锚索钻孔施工中，作业人员为赶进度，套管往往存在跟进滞后，容易造成塌孔，从而影响清孔质量。因此，锚索钻孔时，除对钻孔位置和角度、孔径、成孔深度进行检查外，还派专人对锚索钻孔进行现场督查，做到套管及时跟进，直到穿过设计土层大于0.5m 为止。

3.2.2 水泥砂浆不具备较强的流动性，易出现注浆管堵塞现象，致使孔内压力明显加大。在遇水环境下，水泥砂浆将出现离析现象，最终沉积在锚固段，使其强度难以达到标准。鉴于此，采用水泥净浆，强度不小于30MPa。施工采用二次高压劈裂注浆法，以达到提升地层锚固力的效果。经钻孔作业后，及时安排人员安装锚索并灌浆，间隔时间要求严格控制，不超过1d。实际施工中，要控制好注浆压力和注浆量，以确保劈注时间的合理性，要求锚固段得到有效封塞，注浆管选用钢管。

3.2.3 锚索注浆后应采取保护措施，由于施工场地条件限制与工期要求，锚索注浆后周边可能仍有其他工序在作业，为保证锚索一次注浆结束后到二次注浆强度达到设计要求以前不受到扰动，能使锚固段强度达到设计强度要求，采取以下保护措施：用警示标志划定保护区域，严禁区域内挖机作业；严禁任何机械设备和人员碰撞冠梁孔边预留在外的错索等。

在边坡锚索施工完毕后，进行了锚索抗拉拔验收试验，在抽检的22 根锚索中，均能达到1.5 倍轴向拉力标准值的抗拔承载力，满足设计要求。边坡施工完毕后，监测结果显示其一直处于稳定状态，验证了该工程锚索设计的适用性与合理性。

4 施工过程管理的注意事项分析

其一，针对边坡的具体情况，及时提供设计图纸与现场不符的情况，由设计采用不同支护措施对边坡进行治理。场地北段紧邻旧砖房，调整为D800@1400 旋挖灌注排桩结合锚索支护，并适当降低第一道锚索标高，避开砖房基础；场地西段遇防空洞位置，由于防空洞走向垂直于边坡走向，设计施工中对开挖出的防空洞洞口采用土方与混凝土封堵，同时锚索避开防空洞施工。其二，根据场地实际情况，该项目坡顶存在电线杆、菜地与鸡棚部分住宅，需在设计、施工过程中重点管控，提前考虑各种预案。边坡支护结构安危关系到该工程的安全，还关系到附近建筑物和道路设施的安全等，因此采取信息化施工的方法对边坡施工的全过程进行监测。

5 施工成果

该项目成功地在有限的空间中完成了高陡边坡支护工作，在边坡土方支护结构施工及其后的边坡使用期间，监测结果表明：整个过程中边坡最高点位置（采用框架- 锚索支护）的土体深层水平位移值为26.84mm，北段位置边坡（采用灌注排桩结合锚索支护）的土体深层水平位移值为6.82mm；边坡坡顶与平台水平位移为2.4～25.1mm，坡顶与平台沉降值为2.43～18.04mm；边坡坡顶邻近建筑物沉降值范围为4.28～15.24mm。坡顶邻近建筑的沉降速率与沉降累计值均变化较小，在规范的允许范围之内，边坡施工结束之后，坡顶建筑物沉降值趋于稳定。本边坡工程中所采用的支护措施良好地起到了对坡顶建筑的变形控制作用。本边坡治理后，取得了良好的经济效益，有效地消除该位置发生滑坡、崩塌的灾害隐患，保护了坡顶建筑物的安全，保障坡脚拟建项目住宅小区的人民群众生命财产安全，保障社会安定，化解社会矛盾，社会效益显著。

6 结语

综上所述，高边坡工程治理措施是此次建筑建设项目的重要管控内容之一，也是保证项目质量的基础环节。为了更好地实现质量目标，技术人员深入高边坡工程中，研究与分析该工程高边坡实际情况，明确重难点环节，加大管理力度。在今后的建筑建设项目高边坡工程的管理中，技术人员不仅要加强施工管理，还需要深入设计、勘查环节，掌握真实详细的边坡资料，了解高边坡不稳定的主要因素及其解决方法，从而设计出更有效的高边坡施工方案，有序开展施工管理工作，为建筑建设工程的开展奠定坚实基础。