格賓擋墻在山區(qū)填土地基中的應(yīng)用

鄭飛舟，蔣昭飛

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114 地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000）

近年來，隨著各類建設(shè)工程持續(xù)開展，可利用土地資源越發(fā)緊張，項(xiàng)目與周邊環(huán)境的矛盾日益突出，越來越多的項(xiàng)目選址于歷史回填區(qū)。山區(qū)地形起伏較大，需要進(jìn)行場(chǎng)地平整，在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)中，填土地基支護(hù)結(jié)構(gòu)選型不僅影響工程造價(jià)、施工周期與支護(hù)效果，還影響周邊環(huán)境。柔性支擋結(jié)構(gòu)在山區(qū)填土地基的邊坡支護(hù)方面有明顯優(yōu)勢(shì)。下面以遵義市紅花崗區(qū)警務(wù)訓(xùn)練基地邊坡為例，分析格賓擋墻在山區(qū)填土地基中的應(yīng)用。

1 邊坡性質(zhì)

1.1 邊坡坡面形態(tài)特征

研究邊坡位于遵義市紅花崗區(qū)警務(wù)訓(xùn)練基地西南側(cè)西段，寬度為95 m。邊坡原規(guī)劃擬在場(chǎng)地平整階段對(duì)邊坡區(qū)按1.0 ∶0.5 的坡比進(jìn)行放坡開挖，開挖后將形成最大高度達(dá)17.7 m 的填土質(zhì)切方邊坡。坡腳為擬建遵義市紅花崗區(qū)警務(wù)訓(xùn)練基地，場(chǎng)地平整的設(shè)計(jì)標(biāo)高為904.0 m。研究邊坡為填土質(zhì)斜坡，斜坡平均坡度為25°，斜坡頂部為廢棄工廠廠棚，地面標(biāo)高為935.6 m。斜坡中部距擬放坡坡頂16 m 左右有一條鄉(xiāng)村公路，路面標(biāo)高介于921.4 ～924.4 m。

1.2 邊坡巖土組合特征

根據(jù)鉆探資料，結(jié)合研究區(qū)的1 ∶1 萬原始地形圖，該區(qū)域原始地形為巖溶槽谷洼地，地形標(biāo)高約為880 m。因人類工程活動(dòng)不斷在該區(qū)域進(jìn)行回填，現(xiàn)地表標(biāo)高為907 ～934 m，回填物由碎石土、黏性土、石灰渣等材料雜亂堆填而成，分布不均，上部以土體為主，而下部塊石和碎石較多，但均雜亂無章，碎石平均含量約為30%。重型動(dòng)力觸探的修正后平均擊數(shù)為5.4 擊，填土密實(shí)程度為稍密。

場(chǎng)區(qū)下伏基巖為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T）白云巖，呈灰褐色，中風(fēng)化，巖體較破碎，巖芯呈短柱狀、塊狀，巖芯采取率為80%～90%，巖石質(zhì)量指標(biāo)（）約為40%。巖體飽和單軸抗壓強(qiáng)度為30.19 MPa，其屬較硬巖，巖體較破碎，基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。邊坡坡腳基巖最大埋深達(dá)24.0 m。

1.3 邊坡巖土參數(shù)

因?yàn)樗靥钔梁s30%碎石，所以根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，素填土重度取20.0 kN/m。邊坡區(qū)填土重型動(dòng)力觸探的修正后平均擊數(shù)為5.4 擊，根據(jù)《工程地質(zhì)手冊(cè)》，這時(shí)，素填土的承載力特征值f=170 kPa，變形模量=14 MPa，內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值φ=33.8°（采用內(nèi)插法）?？紤]到素填土已回填多年，密實(shí)度較好且土體含量較大，因此綜合考慮，素填土抗剪參數(shù)黏聚力取 5 kPa。按土壓力相等原理，根據(jù)式（1）計(jì)算，當(dāng)=5 kPa，φ=33.8°時(shí)，邊坡土體內(nèi)摩擦角φ為33°。因此，綜合確定的邊坡素填土物理力學(xué)指標(biāo)為：=20.0 kN/m，=5 kPa，φ=33°。

式中：為邊坡高度，m。

1.4 邊坡穩(wěn)定性

研究邊坡最大高度達(dá)17.7 m，坡頂附近為鄉(xiāng)村公路，坡腳為擬建遵義市紅花崗區(qū)警務(wù)訓(xùn)練基地，邊坡變形破壞后果很嚴(yán)重，邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)，一級(jí)永久性邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)F為1.35，邊坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），如表1 所示。邊坡按規(guī)劃坡比（1.0 ∶0.5）放坡后進(jìn)行穩(wěn)定性分析，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)F為1.001，其處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

表1 邊坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分

2 邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)

原場(chǎng)地規(guī)劃按1.0 ∶0.5 的坡比進(jìn)行放坡開挖，但經(jīng)勘查，研究邊坡為填土質(zhì)邊坡，按1.0 ∶0.5 的坡比開挖后處于極限平衡狀態(tài)，邊坡平整開挖施工存在嚴(yán)重安全隱患，需要調(diào)整放坡坡比或采用逆作法施工，先支護(hù)再平場(chǎng)開挖；該邊坡坡頂附近有一條鄉(xiāng)村公路需要保留，邊坡不具備放坡至穩(wěn)定狀態(tài)的放坡空間；邊坡坡腳填土最大厚度達(dá)24.0 m，邊坡坡體為填土，坡腳及坡體填土不能用于抗滑樁嵌固段及預(yù)應(yīng)力錨桿（索）錨固段，邊坡特殊的地質(zhì)環(huán)境條件限制了抗滑樁及錨桿（索）的使用。鑒于邊坡區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境條件，經(jīng)綜合分析，該邊坡采用放坡與擋土墻相結(jié)合的方式進(jìn)行支護(hù)。

由于該邊坡高度大，放坡空間受限，坡體填土均勻性差，邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于保障上部放坡部分邊坡坡體穩(wěn)定的前提下，盡量減小下部擋土墻高度。邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于擋土墻基底素填土厚度大（最大達(dá)24.0 m），地基承載力低，結(jié)構(gòu)松散，地基處理難度大，若采用樁基托梁，則工程造價(jià)高、施工難度大、施工周期長(zhǎng)，使用其他地基處理形式則難以避免其發(fā)生不均勻沉降，造成擋墻開裂。因此，該邊坡?lián)跬翂Σ捎脤?duì)基礎(chǔ)變形具有良好適應(yīng)性且不影響擋土墻使用功能的格賓擋墻。

根據(jù)前述分析及邊坡穩(wěn)定性試算，研究邊坡分兩段放坡，下段邊坡高度為6.0 m，放坡坡比為1.0 ∶0.5，上段邊坡的放坡坡比為1.0 ∶1.5。放坡后，邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)為1.149，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，可保障邊坡施工安全。放坡后，上段邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.357，處于穩(wěn)定狀態(tài)，該部分邊坡放坡后采用人字形截水骨架護(hù)坡并綠化。放坡后下段采用透水性好、對(duì)基礎(chǔ)變形具有一定抵抗能力的柔性結(jié)構(gòu)格賓擋墻進(jìn)行支護(hù)，地面以上高度為6.0 m。格賓擋墻基礎(chǔ)為素填土，最大厚度為24 m，地基承載力為170 kPa，擋墻最大壓應(yīng)力為230 kPa，地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，故對(duì)擋墻基礎(chǔ)進(jìn)行換填處理，采用級(jí)配碎石換填夯實(shí)，換填擴(kuò)散角為20°，換填厚度為1 m，以確保地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。邊坡施工前后的實(shí)景圖對(duì)比如圖1至圖4所示。

圖1 邊坡原始地形全貌

圖2 邊坡開挖成型全貌

圖3 邊坡施工結(jié)束全貌

圖4 邊坡完工3年后全貌

該邊坡施工階段，直接在該工地巖質(zhì)切方邊坡開挖棄渣白云巖塊石，作為格賓擋墻填料，就地取材大大降低了工程造價(jià)。基礎(chǔ)簡(jiǎn)單處理后，直接進(jìn)行格賓擋墻施工，施工操作簡(jiǎn)單，相比計(jì)劃工期，提前15 d完工。邊坡完工3年后，對(duì)邊坡支護(hù)效果進(jìn)行回訪，格賓擋墻的格賓網(wǎng)籠未見明顯變形，邊坡整體穩(wěn)定，邊坡區(qū)生態(tài)恢復(fù)良好?？傮w來說，邊坡支護(hù)達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

3 格賓擋墻在填土地基邊坡支護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)

因邊坡特殊地質(zhì)環(huán)境條件，常規(guī)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)選型受到制約，從研究區(qū)邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)，到研究區(qū)邊坡支護(hù)效果回訪，常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)在地基處理上往往工程造價(jià)高且難達(dá)到理想效果，而相比常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)，柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯。

一是變形適應(yīng)能力強(qiáng)。采用箱籠柔性結(jié)構(gòu)，地基變形時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)的填充材料會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)變形，不影響擋墻使用功能。二是整體穩(wěn)定性好。單元結(jié)構(gòu)間采用縫合繩縫合，緊密連接成一個(gè)整體的柔性結(jié)構(gòu)。三是透水性好。填充材料的較高空隙率利于墻后填土內(nèi)孔隙水的排出，有效地降低墻后的地下水位。四是造價(jià)經(jīng)濟(jì)。相比漿砌石結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)，柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)低。五是施工便捷。施工時(shí)在格賓網(wǎng)籠內(nèi)裝填填料，施工簡(jiǎn)單快捷。六是材料來源廣泛。主材為格賓網(wǎng)籠及填料，格賓網(wǎng)籠直接購買成品且便于運(yùn)輸，填料可選用塊石、卵石和碎石，方便就地取材，可節(jié)約材料購買成本及運(yùn)輸成本。七是保護(hù)生態(tài)環(huán)境。格賓網(wǎng)籠可裝填土壤、草種等，通過人工培育或自然生長(zhǎng)，美化環(huán)境，恢復(fù)邊坡區(qū)生態(tài) 環(huán)境。

4 結(jié)語

山區(qū)填土地基承載力低，存在不均勻沉降，邊坡常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)選型受到限制。格賓擋墻對(duì)地基變形具有良好的適應(yīng)性，相比常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)，其具有明顯優(yōu)勢(shì)，在填土地基邊坡支護(hù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。