南方某工业园区高填土边坡治理方法

施春辉

摘要：在建筑施工中可形成大量的高填土边坡，关系着整个建筑工程从设计到竣工过程是否能够顺利进行，因此，高填土边坡的治理工作需要高度重视。广东省云浮市某工业园区在施工过程中形成了高填土的边坡，由于南方雨水多、园区工程地质条件差、边坡填土高度较高等原因导致该边坡治理难度较高，经过方案对比，工程采用了双（单）排抗滑桩+预应力锚索的设计方案，满足了安全性、适用性的要求。

关键词：高填土边坡；工程地质条件；工程治理

1.工程概况

广东省云浮市某工业园区规划工业用地面积约为23.5×104m2。因场区场地平整，进行土石方挖填作业，在园区四周及中部形成填（挖）方边坡。其中，园区北面边坡为填方边坡，边坡长度约为360m，填方高度约为14m～15m。受园区规划红线和用地要求的限制，工程范围内无法进行自然放坡至稳定坡比。因此，必须进行支护。治理区周围环境见图1所示。

2.治理区地质背景

2.1气象和水文

治理区春季雨水略偏多，气温偏低，夏季雨水充足，气温偏高，局地性暴雨洪涝导致一些灾情；秋季雨水明显偏多，气温偏高，冬季雨水偏少，气温偏高，属暖冬。研究区平均气温22.5℃，平均降水量1578.6mm。

2.2区域地质构造

治理区地势西南高、东北低，南部多高山，海拔多在500m以上，最高海拔1250.7m。中东部为起伏的丘陵，海拔在20m～100m之间，耕地较平坦。北部地势较低，地貌属新（兴）—高（明）—鹤（山）丘陵台地区。南面为天露山主峰及其支脉横贯，东北面、西北面有老香山、崖楼山对峙。东面为布辰岭山区，西面是云雾大山支脉。根据地块北面勘察结果，在基岩中未见断裂构造形迹，岩石总体稳定性较好，可不考虑断裂构造对场地稳定性的影响。

2.3工程地质条件

根据北侧边坡岩土工程地质条件勘察结果显示，治理区岩土体自上而下特征如下：

（1）人工填土层（Qml）<1>层，素填土：灰黄色，灰褐色，灰白色，主要由粉质黏土回填，部分地段夹有碎砖块、石块等，干—湿，未压实，为旧填土，堆填时间超过10年。

（2）冲积层（Qal）<2>层，淤泥质土：深灰色，灰黑色，手捏粘滑，含有机质，土质较均匀，局部含较多腐殖质。

（3）燕山期（γ）花岗岩<3-1>层，全风化花岗岩：紫红色、棕红色，原岩结构已破坏，裂隙极发育，岩芯风化为土状。场区普遍分布，该层岩石属极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。（3-2）层，强风化花岗岩：红色、棕红色，原岩结构大部分已破坏，矿物成分发生显著变化，夹有较多云母片，裂隙极发育，岩芯风化为半岩半土状，手可捏碎，底部风化为岩状，呈碎块状。场区普遍分布，该层岩石属极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

2.4水文地质条件

治理区以地表水为主，研究区位于珠江三角洲，水系发达，河道、沟涌较多；场区西侧、南侧有水塘积水。本场地主要地下水类型为第四系上层滞水、孔隙水与基岩裂隙水三类。

3.治理工程特点及难点分析[1，2]

项目地处工业园区内，工程主要特点和难点分析如下：

（1）治理区现状地面以下含有较厚淤泥质土，限制了治理方案的选择，增加了治理难度。

（2）治理区地处南方，年降水量大且较为集中，极端天气导致土体抗剪强度降低，不利于边坡的稳定，治理难度较大。

（3）治理區域地处工业园区内，用地要求较高，边坡支护占地要尽可能少。

4.治理工程设计方案及措施

4.1边坡支护方案比选

北段边坡高约14m～15m，长约360m，部分地段坡脚往下有约2m素填土，填土往下有深达12m淤泥层，地质条件复杂。填方边坡，边坡总长约360m，其中有深淤泥段长247.5m。高约14.8m，支护面积约6500m2。场地施工条件一般。

设计初期，提出了两种拟订方案，并对各方案进行可行性分析及方案比选[1，3]。

方案一：桩基+扶壁式挡墙；方案二：双（单）排桩锚（下部）+框架植草（上部）。经对两方案进行比较，认为方案二较优。

4.2总体治理支护方案[2，4]

边坡安全等级：边坡支护按永久性工程设计，使用年限为70年。边坡安全性等级为一级。设计基本思路是“安全第一，兼顾实用性及美观性”。该区段治理方案为：北段边坡之深淤泥段（西侧）采用双排桩锚（下部）+1∶1.75框架植草（上部）方式；北段边坡其他段采用“单排桩锚（下部）+1∶1.75框架植草（上部）。

4.3主要施工工艺流程[1]：

平整场地→抗滑桩施工（地下部分）→抗滑桩（地上部分）、砼挡板施工→冠梁施工→土方回填→下排预应力锚索施工→土方回填→上排预应力锚索施工→土方回填、压实、修整坡面→格构梁、截排水施工→植草绿化。

4.4具体支护工程措施

边坡防治工程等级为Ⅰ级，设计工况Ⅰ（自重）安全系数取1.30，工况Ⅱ（自重+地下水）安全系数取1.20，校核工况Ⅲ（自重+暴雨+地下水）安全系数取1.10，工况Ⅳ（自重+地震+地下水）安全系数取1.10。[3，5]

4.4.1边坡稳定性计算[3，6]

双排桩锚是双排桩和预应力锚索两种支护结构的结合，设计计算分为结构内力计算、抗倾覆稳定性计算和整体稳定性计算。其中结构内力的计算最为复杂，为便于解析计算需要对力系做一定的简化。本文设计方法采用模型如图2先考虑双排桩桩后土压力对双排桩支护结构的影响，选用基于模型试验和工程实测平面刚架模型，该模型以双排桩结构作为钢架，将桩前土体和桩间土体假设成土弹簧，桩后所受荷载为主动土压力，与实际情况较为接近，且易于实现。

单排锚桩可根据传统单排桩的抗倾覆和整体稳定性+预应力锚索方法进行验算，设计方法简单易于实现。

设置边坡支挡工程措施之后的边坡稳定性计算，采用北京理正岩土设计公司研发的《理正岩土计算软件6.0版》进行设计计算。经过一次或多次反复的工程措施初选→计算校核→工程措施调整→计算复核，最后确定治理措施。选用的岩土工程参数见表2所示。

4.4.2各区段治理工程措施[4，7，8，9]

依据现场地形，分为两个治理区段。详细治理方案如下：

（1）N1～N5段工程措施：单排抗滑桩+预应力锚索。该区域总长约112.38m。单排桩设计，连续布置，桩长18.0m，桩径1.0m，桩中心间距1.5m，桩身强度为C30，桩主筋为Φ25通长钢筋，箍筋为Φ10@150螺旋布置，加强箍筋为Φ20@ 200，保护层厚度为70mm；桩间设钢筋砼挡板，与抗滑桩有效连接；冠梁尺寸为1.0m（宽）×0.8m（高），强度为C30，主筋为10Φ25钢筋，与抗滑桩钢筋有效连接，箍筋为Φ8@ 200。每个抗滑桩上布置两排4Φ15.2预应力锚索，上排锚索在距离抗滑桩顶为0.5m处布置，下排锚索距离桩顶为3.5m，锚索孔径为Φ110mm，长度均为20m，轴向拉力设计值200KN，锁定值为130KN；注浆采用M30纯水泥浆或水泥砂浆，注浆压力1.0MPa～2.0MPa，浆液采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌制，使用二次注浆工艺。

（2）N5～N11段工程措施：双排抗滑桩+预应力锚索。该区域总长约247.44m。双排抗滑桩设计，连续布置，桩长22.0m，桩径1.0m，桩中心间距1.5m，桩身强度为C30，桩排间距为4.0m，桩主筋为Φ25通长钢筋，箍筋为Φ10@150螺旋布置，加强箍筋为Φ20@200，保护层厚度为70mm；桩间设钢筋砼挡板，与抗滑桩有效连接；冠梁尺寸为1.0m（宽）×0.8m（高），强度为C30，主筋为10Φ25钢筋，与抗滑桩钢筋有效连接，箍筋为Φ8@200。每个抗滑桩上布置两排4Φ15.2预应力锚索，上排锚索在距离抗滑桩顶为0.5m处布置，下排锚索距离桩顶为3.5m，锚索孔径为Φ110mm，长度均为20m，轴向拉力设计值200KN，锁定值为130KN；注浆采用M30纯水泥浆或水泥砂浆，注浆压力1.0MPa～2.0MPa，浆液采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌制，使用二次注浆工艺。

（3）上部坡面防护设计。待抗滑桩及预应力锚索强度达到设计值以后，上层填土可分层碾压填实至设计标高，修整坡面坡率为1∶1.75，做混凝土框架梁护坡，框架梁截面尺寸30cm（高）×30cm（宽），现浇砼强度等级C30；边坡顶部、坡面均设有截排水沟，采用素混凝土材料，截面尺寸500mm×400mm，保证坡面有序排水；框架梁内进行植草绿化（铺种草皮）生态防护。

5.结论

该工业园区因工程需要形成高填方边坡，现状地面以下存在较厚的淤泥层，以及园区用地的严格要求，都大大增加了高边坡的治理难度。结合现场实际情况，通过综合对比，工程采用双（单）排抗滑桩+预应力锚索的设计方案，很好地解决了设计难题。竣工一年多以来的监测数据表明安全性能完全满足要求。既保证了该部位高填方边坡的稳定和安全，又满足了产业园的布置的要求，取得了可观的经济效益和社会效益，可为类似工程提供借鉴。

致谢：本文编写得到了广东省地质局第五地质大队陈仲超教授级高级工程师的悉心指导和热情帮助，在此表示衷心感谢！参考文献：

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