抗震設(shè)防區(qū)擋墻基礎(chǔ)凈距不足時(shí)的應(yīng)對措施研究

劉洋宇　王亮

【摘 要】位于穩(wěn)定斜坡的擋墻，其墻趾距斜坡面的最小水平距離應(yīng)根據(jù)斜坡的地質(zhì)情況、坡度等確定。當(dāng)安全凈距不能滿足要求時(shí)，需采取有效措施確保結(jié)構(gòu)安全，論文結(jié)合實(shí)際工程總結(jié)了需考慮的因素，并提出多種方案進(jìn)行對比分析，選擇最優(yōu)方案。

【Abstract】The minimum horizontal distance from the slope of the retaining wall on the stable slope should be determined according to the geological condition and slope of the slope. When safety net distance cant meet requirements， effective measures to ensure the safety of structure are required. Combined with existed projects， this paper summarizes the factors to be considered and puts forward a variety of solutions with contrasts and analysis in order to choose the best one.

【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)防區(qū)；不利地段；安全凈距

【Keywords】 earthquake fortification zone； unfavorable areas； safety net distance

【中圖分類號】TU198 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）01-0183-02

1 引言

抗震設(shè)防山區(qū)場地、邊坡的穩(wěn)定是道路選線和結(jié)構(gòu)選址的首要問題，特別對于高烈度區(qū)。合理選擇對抗震有利的場地，避開不利地段，是避免地震引起地表錯(cuò)動(dòng)與地裂、滑坡等危害的有效手段[1]。

位于穩(wěn)定斜坡地面的擋墻，在穩(wěn)定性驗(yàn)算符合規(guī)范要求的前提下，應(yīng)考慮坡體與結(jié)構(gòu)物一起滑動(dòng)的可能；為防止地基剪切破壞，結(jié)構(gòu)物墻趾距斜坡面凈距也需滿足。當(dāng)凈距不滿足要求時(shí)，需要采取措施處理。

2 邊坡整體滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算及墻趾凈距要求

2.1 圓弧滑動(dòng)面法

假定滑動(dòng)面為圓弧形，將滑體內(nèi)土體分為若干垂直條塊，每塊土體的重量為Qi，土體的下滑力為Ti；土體的抗滑力由垂直于弧面的力Ni乘摩擦系數(shù)tanψ及整個(gè)圓弧面上土體的內(nèi)聚力C組成。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某二級公路位于西雙版納，道路沿江而建，處 8°設(shè)防區(qū)，基本地震加速度值0.2g。

3.2 現(xiàn)場情況

K0+655～K0+740段為半填半挖路基，路基左側(cè)開挖山坡，原地面坡角50°，右側(cè)為局部填方，設(shè)路肩擋墻，擋墻右下方為尚在通行的老路。新、老路高差14m，其間坡角60°。保證最小埋深前提下，墻趾外緣距斜坡的凈距不能滿足要求。初步設(shè)想：將路往左邊靠山側(cè)移動(dòng)以滿足設(shè)計(jì)路寬，但此段路及前后路段所在邊坡均較陡，移線會(huì)導(dǎo)致開挖量增大而產(chǎn)生高邊坡，同時(shí)線形的銜接不順。因此，否定此法。

3.3 案例分析

3.3.1 驗(yàn)算分析因素

現(xiàn)場揭露擋墻所在邊坡坡高14m，坡度60°，強(qiáng)風(fēng)化板巖，巖體較破碎，呈少量碎塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理較發(fā)育，部分區(qū)域覆蓋植被，坡體基本穩(wěn)定，系十年前老路施工時(shí)開挖形成。在該邊坡新建擋墻，需考慮以下因素：

①突出地形對地震動(dòng)參數(shù)的放大作用。當(dāng)在強(qiáng)風(fēng)化巖石的陡坡等抗震不利地段建造結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)估計(jì)不利地段對設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)產(chǎn)生的放大作用，其水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)乘以由突出地形高度、坡降角度及場址距突出地形邊緣的相對距離等確定的增大系數(shù)λ，取1.1～1.6，根據(jù)計(jì)算，本段可取1.3。

②主動(dòng)土壓力增大系數(shù)ζ。本段路肩擋墻平均高度為7m，取ζ=1.1。

③重要性系數(shù)。對擋墻的失效可能導(dǎo)致嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害的重要的擋土墻，采取恰當(dāng)?shù)闹匾韵禂?shù)。由公式γ0S≤R，此處γ0取1.05。

④發(fā)震斷裂帶。由地勘報(bào)告，本地區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造存在中強(qiáng)震發(fā)震斷裂帶，易發(fā)生地表位錯(cuò)，屬于抗震危險(xiǎn)地段，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取構(gòu)造措施。

⑤墻趾安全凈距。邊坡附近的構(gòu)造物基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行抗震穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)與土質(zhì)、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡的邊緣應(yīng)留有足夠的距離，其值應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度的高低確定，并采取措施避免地震時(shí)地基基礎(chǔ)的破壞。

⑥水壓力。此段路位于電站上游的淹沒區(qū)，正常蓄水位位于新、老路高程之間。當(dāng)在老路修建高擋墻時(shí)，需要考慮水庫蓄水時(shí)的計(jì)算水位的浮力及動(dòng)、靜水壓力，以及水對擋墻基底土質(zhì)以及填料力學(xué)性能帶來的影響。

⑦摩擦角修正。邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，有關(guān)的摩擦角應(yīng)按設(shè)防烈度的高低修正。

⑧地基承載力。在確定地基承載力時(shí)，一般是按照地面為水平的情況下確定的，因而當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時(shí)，予以適當(dāng)折減。

⑨氣候因素。當(dāng)?shù)赜昙鹃L、雨水集中、雨量大，水是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的重要因素，因此應(yīng)考慮其對邊坡穩(wěn)定的不利影響。

3.3.2 方案比選

通過踏勘和論證，共提出以下四個(gè)方案。

①將原設(shè)計(jì)重力式擋墻改為衡重式擋墻，通過改善填料性能、增大基底摩擦系數(shù)，增設(shè)凸隼等措施減少主動(dòng)土壓力，對截面優(yōu)化，并從老路修建一道貼坡?lián)鯄ι蠐鯄ψo(hù)腳。

②改變過壩公路路肩擋墻形式，將原設(shè)計(jì)的重力擋墻改為扶壁擋墻，減少墻趾外伸寬度，滿足凈距要求。

③直接從下方老路做擋墻，但考慮老路較窄，為保證老路行車寬度，擋墻只能盡量靠近山坡，若做路堤擋墻高度為12m，而路肩擋墻高度為15m，均屬于高擋墻。

④為保證墻趾凈距要求，采取增加擋墻高度，加大埋深的方法。

3.3.3 方案選擇

從安全、適用、經(jīng)濟(jì)等原則對比分析，結(jié)合施工設(shè)備、人員技術(shù)等情況，決定采用第一種方案：設(shè)置一定厚度且墻頂高于墻趾一定高度的護(hù)面墻解決墻趾至邊坡邊緣凈距不足的問題，而且有質(zhì)量保障的人工護(hù)面墻比同厚度的原始強(qiáng)風(fēng)化板巖坡體要穩(wěn)定和耐久；護(hù)面墻對坡腰進(jìn)行封閉，防止坡體風(fēng)化，增強(qiáng)邊坡整體穩(wěn)定[2]。

設(shè)計(jì)時(shí)：每15m設(shè)一道縫，減小不均勻沉降帶來的危害；設(shè)置完善的排水措施加強(qiáng)排水，減小水對擋墻穩(wěn)定性的影響；對上擋墻基坑，澆筑10cm厚度的混凝土墊層，增強(qiáng)摩擦、保證傳力均勻。

驗(yàn)收時(shí)：嚴(yán)格執(zhí)行參建各方基坑驗(yàn)槽，認(rèn)真的技術(shù)交底，從思想上重視，確保工程安全。

施工時(shí)：嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求執(zhí)行。

現(xiàn)場運(yùn)營情況看，處理效果良好。

4 結(jié)論

本文通過工程實(shí)例，研究當(dāng)穩(wěn)定的原始邊坡不滿足墻趾側(cè)向凈距要求時(shí)，設(shè)計(jì)及施工上需要考慮的因素，并提出一些參考方案。對不穩(wěn)定斜坡、存在液化土和軟土地基的設(shè)防區(qū)結(jié)構(gòu)，需更嚴(yán)格的驗(yàn)算，采取更有效的措施。

總之，遇有位于山坡、山頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)時(shí)，需特別注意不利地段對其抗震性能的影響，應(yīng)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評價(jià)、分析，并采取安全措施。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GB50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

【2】GB 50330-2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].endprint