基坑支护的常见形式有哪些?
基坑支护的常见形式有:
1、排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂:排桩支护通常由支护桩、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。排桩可根据施工情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。
2、地下连续墙支护,地连墙+支撑:地下连续墙支护是基础工程在地面上采用一种挖槽机械,沿着深开挖工程的周边轴线,在泥浆护壁条件下,开挖出一条狭长的深槽,清槽后,在槽内吊放钢筋笼,然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段,如此逐段进行,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为截水、防渗、承重、挡水结构。
3、重力式挡土墙:重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成,一般都做成简单的梯形。
4、土钉墙(喷锚支护):土钉墙是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固,边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件(即土钉或锚杆)与其周围土体牢固粘结形成的复合体,以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。
5、逆作拱墙:逆作拱墙结构是将基坑开挖成圆形、椭圆形等弧形平面,并沿基坑侧壁分层逆作钢筋混凝土拱墙,利用拱的作用将垂直于墙体的土压力转化为拱墙内的切向力,以充分利用墙体混凝土的受压强度。墙体内力主要为压应力,因此墙体可做得较薄,多数情况下不用锚杆或内支撑就可以满足强度和稳定的要求。
扩展资料:
坑壁支护也是基坑支护的常见形式之一,坑槽开挖时设置的边坡符合安全要求。坑壁支护的做法以及对重要地下管线的加固措施必须符合专项施工方案和基坑支护结构设计方案的要求。支护设施产生局部变形,应会同设计人员提出方案并及时采取相应的措施进行调整加固。
参考资料:
基坑支护-百度百科
浅基坑的支护方式:
1、斜柱支撑;
2、锚拉支撑;
3、型钢桩横挡板支撑;
4、短桩横隔板支撑;
5、临时挡土墙支撑;
6、挡土灌注桩支护;
7、叠袋式挡墙支护。
陈松 梁伟
(山东省鲁北地质工程勘察院,德州253015)
作者简介:陈松(1961—),男,高级工程师,主要从事岩土工程勘查,水工环地质勘查管理。
摘要:本文在分析场地工程地质条件的基础上,根据边坡稳定性验算结果,提出了边坡的喷锚支护设计,经工程实践证明,设计方案可行。
关键词:工程地质条件;边坡稳定性;喷锚支护;德州
1 工程概况
德州新华大厦由主楼及裙楼组成,主楼地上12层,裙楼地上三层,地下室一层,占地面积约3200m2。场地自然地坪绝对高程18.8m左右,基坑开挖6.5m。
拟建场地南临高五层的通讯大楼,基础埋深2.5m,距边坡约8m;西、北两侧为20世纪50年代建成的三层砖砌结构居民楼,距基坑约7m;北侧为文化路,距基坑边坡约5m 有管道沟,内有上水管道和通讯、电力电缆,基坑边坡无安全起坡场地,设计采用喷锚支护法保证基坑边坡安全。现场平面见图1。
图1 施工现场平面图
场地地下水埋深1.8m,若事先不对地下水进行处理,势必会出现管涌、流沙等现象。根据场地的地质条件及现场施工条件,设计采用井点降水法对地下水进行处理。
2 工程地质条件
拟建场区在地貌单元上属黄河下游冲洪积平原区,经人工改造后地面较平坦,高差在1m以内。相关各工程地质层参数如下:①杂填土,底板埋深0.9~2.8m,平均厚度1.5m,r=18kN/m3,C=0,φ=20°;②粉土与粉质粘土互层,底板埋深7.9~8.7m,平均厚度6.7m,以粉质粘土为主,粉土单层0.4m左右,平均r=18.1kN/m3,C=29kPa,φ=8°;③粉土,底板埋深9.2~10.6m,平均厚度1.4m,r =19kN/m3,k =1.2m/d;④粉砂,底板埋深13.8~14.9m,平均3.5m,r=18.5kN/m3,k=3.5m/d。
3 基坑边坡自然稳定性
3.1 边坡主动土压力分布
因四周放坡余地很小,按90 °边坡进行稳定性计算,坡顶超载取q=10 kPa。根据朗肯土压力理论,主动土压力计算公式如下:
山东省环境地质文集
按式(1)进行计算得边坡主动土压力分布见图2。主动土压力大于零的边坡均会发生倾覆失稳,主动破裂面为图2中虚线。
图2 边坡主动土压力分布图
3.2 边坡抗滑动稳定性
根据泰勒边坡稳定理论(重庆市建设委员会,2003),粘性土坡失稳,将以圆弧面滑动,按泰勒经验曲线可找到边坡最危险滑动面(图3),按条分法计算弧面抗滑安全系数为:
图3 危险滑面图
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式中:wi为土条重力;bi为土条密度;ai为土条底边中点切线仰角;ti为土条底边长度;ci、li为土条底边所处土层抗剪弧度参数。
按式(2)计算得L1弧线抗滑安全系数为:
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可见自然抗滑稳定性不够。
按条分法经过试算可找到k≈1的临界滑动面(图3中的L2),其抗滑安全系数为:
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L2以上土体均有可能滑动失稳。
4 坑底抗隆起稳定性
软土边坡超过一定高压后,会因为边土体重力超过坑底土极限承载力而发生隆起失稳。坑底抗隆起安全生产系数按下式计算:
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式中Nc为地基承载力系数,按式(3)计算:
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因此不会发生抗底隆起失稳。
5 边坡喷锚支护结构设计
根据边坡自然稳定性分析,边坡喷锚支护结构设计见图4。共设5排锚杆,第1排处于杂填土中,采用ϕ48×3.5钢管注浆锚杆,第2~5排锚杆为钻孔注浆锚杆,孔径120mm,拉筋为ϕ25螺纹钢,采用32.5普硅水泥,0.5水灰比掺早强剂,水泥浆注浆,设计锚杆锚固力为12kN/m。从4m处压一排钢管桩,起超前支护作用。
图4 边坡喷锚布置示意图
喷射砼使用32.5普硅水泥,骨料为粒径5~15mm的碎石和中砂,配合比为水泥∶砂∶石子∶水=1∶2∶2∶0.5,掺速凝剂,架设ϕ6.5@200×200的钢筋网,锚头用ϕ16钢筋横向边接。
6 喷锚支护边坡稳定性分析
6.1 抗倾覆稳定性分析
根据图2及图4,边坡对坡脚的倾覆力矩为主动土压力对坡脚的力矩和,喷锚支护结构对坡脚的抗倾覆力矩为主动破裂面以外有效锚固力对坡脚的力矩和,用图算法可得抗倾覆安全系数为:
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因此,喷锚支护边坡不会发生倾覆失稳。
6.2 抗滑动稳定性
边坡沿任一弧面滑动时,该滑动面以外的锚杆为有效锚固段,其有效锚固力在滑动面上的段影之和为锚杆的抗滑力,喷锚支护结构的抗滑安全系数可按下式计算:
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式中:Fj为第j排锚杆有效锚固力;βj为第j排锚杆与滑动面夹角。
根据图2及图4按式(5)计算可得L1与L2滑动面抗滑安全系数:
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可见喷锚支护结构满足抗滑稳定性要求。
7 施工过程稳定性
喷锚支护结构不仅要求保证施工结束后过坡的稳定,而且必须保证施工过程中任何阶段的安全。喷锚支护是先开挖后支护,当边坡开挖到底最下排的锚杆未施工前,边坡稳定安全系数最低,接前述方法验算此时边坡的安全系数为:
山东省环境地质文集
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由此可见,喷锚支护结构在施工过程中是安全的。
8 应用情况与结论
8.1 应用情况
基坑回填前一天监测结果如下表:
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8.2 结论
该工程2001年4月5日开工,同年9月10日回填完毕,历时5个月,虽经雨季浸淋,边坡基本稳定,说明本工程支护方案是可行的,设计是成功的。
参考文献
重庆市建设委员会.2003.建筑边坡工程技术规范.中国建筑工业出版社
一、锚杆框架梁喷混植生护坡
1.1技术要求
框架梁采用菱型布置,节点间距4.0m,框架内喷混植生防护。
框架梁锚杆采用φ32HRB335螺纹钢制作,锚杆间距4m,垂直于坡面施作。锚头用弯沟与框架梁主筋焊接,支架与锚杆焊接。框架梁锚杆钻孔直径110mm,采用M30 水泥砂浆灌注,注浆压力不小于0.4MPa。框架梁采用C30砼现场立模施工,当分段施工时预留钢筋,连接面按施工缝处理
框架内采用喷混植生防护,喷混植生锚杆分为主锚和辅锚,主锚采用φ16HRB335,长2m。辅锚采用φ12HPB235(I级),长1m。锚杆一端设置弯钩,其端部15cm及弯钩涂防锈油漆。喷混植生锚杆钻孔直径φ49mm。
地下水发育时,间隔4m交错设置φ49PVC管仰斜泄水孔,孔深0.6m。
挂金属网时拉紧网,网间用铁丝连接,并采用不同厚度的砼垫块来调节,使金属网与坡面保持在3~6cm。
种植混凝土基材由风化砂、有机肥、疏松剂、保水剂、粘结剂等组成,其配方针对不同的环境地的岩土体经室内配比试验和现场试验确定。
无纺布单位重量为18g/m2。
1.2施工要求
(1)锚杆
锚杆施工前选择相同的地层进行拉拔试验,试验孔数不少于3孔,以验证锚固段的设计指标,确定施工工艺及参数。试验锚杆长3m,采用单根φ32HRB335钢筋,抗拔力不小于250KN。锚杆孔先用高压风吹洗,除去孔内泥渣,注浆安设锚杆。
锚杆的施工工序是:测量放线→清除坡面杂物→钻孔、清孔→锚杆制作→安放锚杆→注浆→锚杆框架梁混凝土→锚杆头紧固→浇注砼封头。
测量放线及清除覆土采用全站仪、钢尺按设计图纸进行放线,用小木桩标示出锚杆孔位置。放线后由人工清除表层覆土和破碎岩块。
钻孔深度按设计孔深+0.2m进行控制,钻孔角度严格按设计图施工。一边钻孔一边用高压风吹尽孔内岩粉,并根据钻进情况和吹出的岩粉做好详细的施工记录。完工的钻孔用破棉絮临时堵塞防止落物,并做好显著标记。
锚杆钻孔时必须采用干钻,不得采用水钻。
锚杆制作按设计要求长度下料制作锚杆,加工锚头紧固螺丝丝口,安装好锚杆对中器及注浆管。
为了使锚杆准确位于钻孔中央,锚杆设有定位装置,加工时严格控制定位装置的间距不得大于2m。锚杆安放入孔复核无误后立即进行注浆。
锚杆注浆采用M30水泥砂浆。注浆管一端与注浆机连接,另一端随同锚杆钢筋送入钻孔底部。注浆时用砂浆搅拌机将水泥、砂、水、外加剂搅拌均匀,通过注浆机、注浆管自孔底作一次性压浆,注浆压力不小于0.4Mpa浆液的注入,逐渐将注浆管拔出,孔内空气同时排出。同一根锚杆的注浆必须连续完成,不得中途停顿,缩孔部分须在浆体初凝前进行补浆。
(2)钢筋混凝土框架梁
钢筋绑扎安装经监理工程师检查合格后,安装梁体钢模板。模板预先涂刷脱模剂,模板拼缝内粘上海绵条,安装模板时扣紧两板的连接螺栓,海绵条被压紧。这样既可堵漏,又能保证浇出的砼线条美观。安装模板时同时进行泄水孔预埋管的固定工作。模板经监理工程师检查合格后方可灌注混凝土。混凝土坍落度控制在4-7cm,泵送入模,防止砼离析和灰浆溅在模板面上凝固成碴,影响护墙外观质量。砼从一端向另一端全断面浇筑,用插入式振动器捣固。振捣时振动棒要“快插慢拔”,插入点的间距为振动棒有效半径的1.0-1.5倍,振动至砼不再下沉、表面平坦、泛浆不再冒泡为止。砼浇筑完后,进行初次抹面,将表面的露石压入或剔走,提浆,抹平。砼初凝并将表面泌水吸收后进行二次抹面收光,并开始洒水养护。
(3)锚杆头紧固和浇筑封头
锚杆注浆、钢筋混凝土格子梁全部完成后,对锚杆头进行紧固并封闭锚头。并派专人进行养护。
(4) 喷砼植生
施工顺序:人工清坡坡面锚杆施工 挂金属网钉设固定锚杆 喷射种植混合基材 铺无纺布 养护
喷射种植混合基材料时应尽量从正面进行,凹凸部及死角要补喷。混合基材厚为10±2cm,金属网上的种植混合基材应保证2~3cm厚。 喷射作业应自下而上逐排作圆形绕动,喷枪嘴宜与坡面保持1的距离,喷枪宜垂直于坡面喷射。
喷混植被工程施工后3个月,植被覆盖率应不低于70%。
二、基坑土钉墙喷锚挂网及注浆钢管桩联合支护施工组织设计
1 前言
1.1 工程概况
拟建的xx宾馆综合楼位于xx市xx路与xx路交叉口的西南角xx宾馆院内,该楼长约25.1m,宽约13.8m,高为六层,设一层地下室,框架结构,基坑深度为5.7m,勘察期间实测场地内地下水静止水位埋深5.9-6.0m。
1.2 场地环境条件
拟建建筑物场地环境条件见下表:
场地基坑周边环境一览表
位置
相邻建筑
说 明
备注
南侧
xx宾馆家属楼 距xx宾馆家属楼12.0m 由于甲方未提供具体资料,故对地下是否分布如热力管网、天然气管道、网通管道、高压电缆等不详。
北侧
北侧为建筑物
距北侧建筑物6.0m
东侧
东侧为三层楼房
距三层楼高1.5m
西侧
西侧为围墙
距围墙6.0m
1.3 场地岩土工程条件
1.3.1 场地地形地貌
该场地位于xx河右岸一级阶地,地貌形态单一,场地地势平坦。
1.3.2 场地地层条件
根据xx工程水文地质勘察院有限公司勘察报告,主要地层情况如下:
(1)素填土:褐色,灰褐色,稍湿,可塑,主要成分以粉土为主,上部夹含砖渣及建筑垃圾等杂质。场地内均有分布,与下伏土层呈突变接触,层底埋深1.8-5.3m,平均层厚5.07m。
(2)中砂:黄褐色,湿-饱水,稍密,成分以石英、长石为主,下部含少量小砾石。该层土场地内均有分布,与下伏土层呈渐变接触,层底埋深8.7-8.9m。层厚3.4-4.1m,平均厚3.73m。
(3)砾砂:浅黄色,饱水,稍密,砾石含量8%左右,粒径约2-3cm,主要成分以石英岩、正长岩等。该层最大揭露厚度5.8m,层底在勘探深度内未能揭穿。
1.3.3 场地水文地质条件
该场地地下水类型为第四系松散岩类空隙潜水,主要含水层岩性为②中砂及层③砾砂以下的砂性土,地下水水位埋深5.90-6.0m。地下水主要靠侧向迳流补给,排泄于人工开采和地下迳流。由于受季节性降水、人工开采及xx河橡胶坝拦蓄的影响,地下水水位年变幅1~2m。
1.3.4 场地岩土相关物理力学参数
场地岩土有关物理学参数详见岩土工程勘察报告。
2 本工程基坑开挖须着重解决的问题
根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件,基坑侧壁安全等级为二级,基坑开挖深度为5.7m,因此该基坑工程的重点为:
(1) 预防并控制因基坑开挖等因素引起周边地面的不均匀沉降;
(2) 确保基坑周边土体及管线稳定;
(3) 为后续的主体施工创造良好的施工条件。
3 基坑支护结构方案选择
3.1 设计原则
(1)安全第一,确保基坑开挖及地下室施工全过程基坑边坡的安全稳定,严格控制基坑周边管线、路面的变形。
(2)在确保安全完成基坑工程施工的前提下,尽可能降低工程造价。
(3)将基坑支护与土方开挖有机的结合起来,有效缩短边坡支护和土方开挖的工期。
3.2 设计依据
(1)《岩土工程勘察报告》(xx工程水文地质勘察院有限公司);
(2)场地平面布置图;
(3)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)及《规程应用手册》;
(4)《土层锚杆设计与施工》(CECS22:90);
(5)《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97);
(6)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ-86-85);
(7)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);
(8)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(9)《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89);
(10)《安全检查验收标准》JGJ59-99;
(11)现场踏勘及现场工程师介绍等。
3.3 基坑支护方案选择
按照设计原则及设计依据,经方案的经济技术比较及工程周围的实际情况,确定该基坑东侧采用注浆钢管桩及土钉墙联合支护方案;基坑其它部位由于素填土层较厚,易产生塌方现象,且周围有厕所、供水管道等,为了基坑边坡的安全,采用土钉墙喷锚支护方案。具体设计见附图。
4 基坑支护设计要点及施工建议
4.1 基坑土方开挖、外运及土方回填方案设计
根据场地地质条件、周边环境和基坑支护设计情况,对基坑开挖提出如下要求:
(1)根据场地岩土条件,本基坑按1:0.4进行开挖放坡,故应严格按照支护设计坡度和深度进行开挖;
(2)基坑开挖时应将地面附加荷载减到最小,严禁在坑边堆载或通行重载车;
(3)土方应分层开挖,每层开挖深度为1.5m,严禁超挖。开挖下一层土时,上层支护结构混凝土的强度应达到70%。严禁施工机械碰撞止水和支护结构;
(4)砂层开挖过程中分段长度不宜过长,每段待支护完成后,再进行下一段的开挖;
(5)土方开挖后及时施工锚杆等支护结构,尽量减少土体变形,保证基坑安全;
(6)基坑内各区间台阶先放坡机械开挖,再人工修坡到位;
(7)在雨季节施工前应检查现场的排水系统,做好基坑周边地表水及基坑内积水的排汇和疏导,防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。
4.2 基坑边坡支护结构设计内容及设计计算
(1)土钉墙喷锚支护
如前所述,本基坑开挖深度为5.7m,支护范围为砂层,采用1:0.4的比例放坡开挖,根据岩土相关物理力学参数,本基坑喷锚(土钉)支护结构及设计计算采用行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),按照xx深基坑支护结构设计配套(F-SPW-5.05)输入有关参数,在计算机上进行计算,局部根据施工经验及区域条件进行了调整。支护结构强度及稳定性验算结果均符合相关规范要求,具体计算情况如下:
A 剖面:
第一排: 土钉Ф16 L=3.0m@1500
第二排: 土钉Ф16 L=6.0m@1500
第三排: 土钉Ф16 L=4.5m@1500
B 剖面:
第一排: 土钉Ф18 L=9.0m@1500
第二排: 土钉Ф18 L=6.0m@1500
第三排: 土钉Ф18 L=3.0m@1500
锚杆设置倾角12°左右,采用梅花型布置。为了控制基坑边坡变形,如发现锚杆施工引起地面沉降,危及基坑安全,全部采用一次性自进式钢管锚杆。钢筋网采用方格网,规格为Ф6.5@250×250,喷射混凝土为C20细石砼;厚度80-100mm,水泥采用32.5级水泥,水泥:砂:石配比为1:2:2,喷射砼内粗骨料最大粒径不宜超过15mm,土钉为Ф16-20螺纹钢筋,加强筋为Ф12,并同土钉头牢固焊接。焊接方法可参考《基坑土钉支护技术规程》CECS96,97第5.2.3条之规定。
(2)注浆钢管桩及土钉墙联合支护
由于基坑距东侧三层楼房仅1.5m,故该部位采用注浆钢管进行支护,注浆钢管桩长9.0m,桩径Ф108mm,桩间距500mm。采用钻机成孔。详见平面布置图。
5 基坑支护土钉墙施工工艺和要求
5.1 施工顺序
(1)场地清理;
(2)基坑放线;
(3)开挖第一层1.0~1.5m深;
(4)第一层支护;
(5)开挖第二层;
(6)第二层支护等。
5.2 施工工艺
土钉墙喷锚挂网支护工艺流程见下插图
插图 施工顺序及施工工艺流程图
5.3 土方开挖
土方应分层分段开挖,每段开挖长度20.0m左右,每层开挖深度不得大于1.5m,若开挖过程中砂层含水量过大,出现流砂、塌方现象,应减少每层开挖深度为1.0m左右,并加密土钉,及时支护。对开挖出的边坡进行人工修正,确保边坡的平整度。对土钉位置作出标记,如因地质条件及场地设施的影响而改变孔位时,须经质检、监理人员确认后再作孔位调整。开挖过程中应做好安全监测及基坑支护的协调配合工作。
5.4 造孔
本工程采用洛阳铲人工成孔,成孔直径100mm,孔深宜大于设计孔深10cm,成孔倾角12°。施工造孔中若遇粉土层有流砂缩孔现象,则应修改成孔工艺,防止流水、流砂现象发生。
5.5 土钉制作安装
(1)土钉采用Ф16HRB335钢筋。
(2)土钉杆接头应采用焊接的搭接接头,焊接必须复合规范要求。
(3)土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔2.0m左右设置一个居中支架,居中支架采用Ф6.5钢筋制作,并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。
(4)土钉孔造好后应尽快放置土钉,土钉放入前应认真检查钢体质量。
5.6 注浆
(1) 根据本工程条件注浆采用水泥净浆,水泥采用Po32.5级普通硅酸盐水泥。
(2)注浆液水灰比为0.4-0.5。
(3)注浆压力不低于0.4Mpa。
(4)注浆应从孔底开始灌填,当孔口有浆液流出并加压稳定后,方可停止注浆。
5.7 编扎钢筋网
(1)钢筋网采用Ф6.5调直钢筋,双向间距均为250mm。
(2)根据作业面层分层、分段铺设钢筋网,钢筋网之间的连接可采用搭接,搭接长度不小于一个网格边长且不易小于200mm,或采用点焊,并随壁面随坡就势铺设。
(3)钢筋网铺设好后,应在其上面焊接加强筋,使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。基坑四周边沿要将网片上翻一定宽度,形成防水护坡顶。
5.8 喷射混凝土
(1)喷射混凝土采用Po32.5级普通硅酸盐水泥,砂子采用中砂,且砂的含水率宜控制在5%-7%,石子应用坚硬、耐久的碎石,其最大粒径一般不应大于10mm。
(2)喷射混凝土的面层强度C20,配合比一般采用水泥:砂:碎石重量比为1:2:2,水灰比为0.40~0.50。
5.9 防排水措施
防排水对基坑安全非常重要,一旦有水浸入基坑周围,将改变土的物理力学性质及土体受力特性,因而要求基坑施工时截断所有通往基坑的水源。施工过程中若发现坑壁有渗水现象,在坑壁支护范围内每隔6.0m设置一泄水孔,插入排水管,以便进行渗水排出。
6 基坑工程安全监测
6.1 基坑安全等级
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)第3.1.3条本工程基坑安全等级为“二级”。
6.2 基坑支护监测的目的
(1)为基坑开挖、支护信息化施工提供有利的科学依据。
(2)通过监测,保护周边建筑物、道路及市政设施的安全。
6.3 基坑安全监测内容
(1)支护施工中的边坡位移监测;
(2)土方开挖施工中的监测;
(3)基坑工程施工中对周边管线的监测;
(4)对周边建筑物、道路及市政设施的监测。
6.4 监测仪器及监测方法
根据《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)中的有关规定,选择安全监测仪器及施测方法。
(1)基坑侧壁的水平位移采用精度不低于DJ2级经纬仪观测,按视准线法施测;
(2)建筑物的沉降监测采用精度不低于DS1级水准仪观测、按测微法施测。
6.5 监测周期
监测时间、周期主要根据施工进程确定,基坑周边建筑物和道路在基坑开挖前测取2次初值读数,坡顶观测点待基坑第一层支护完毕设置观测点后开始观测。观测周期为:每开挖一层后当日进行监测,无挖土情况四日一测,有危险施工征兆时,加密观测,并及时提交监测成果。
6.6 允许变形控制
根据实际监测数据对基坑工程作出险情预报,是一个很重要的技术问题,必须根据工程的具体情况,综合考虑各种实际因素,在测定数据的基础上及时做出判断。
允许变形标准有两种指标,其一为变形容许值(累计变形),其二为变形速率。这两种指标中任何一种达到警戒限值都应及时做出判断,即刻进行处理。
6.6.1 基坑边坡及地面变形监控
(1)基坑变形的监控值
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定,基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表:
基坑变形的监控值(单位:cm)
基坑类别
围护结构墙顶位移监控值
支护结构墙体最大位移监控值
地面最大沉降监控值
二级基坑
6.0
8.0
6.0
(2)水平位移速率控制
连续3日水平位移速率达到2mm/d;应预报警。
6.6.2 邻近建筑物沉降控制
(1)根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中第5.3.4条规定,建筑物允许变形值应符合下表:
建筑物的地基变形允许值
变形特征
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002
0.003
(2)沉降速率控制
连续3日沉降速率达到1mm/d或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张,应预报警。
6.6.3 邻近管道变形控制
累计沉降达30mm(管道支架间距L的5%);连续3日沉降速率达到1mm/d或实际发现管道漏水、漏气。
6.6.4 巡视发现各种严重的变形现象,如严重的基坑渗漏、管涌等。
6.7 数据处理及信息反馈
施工监测过程中的数据处理及信息反馈是喷锚网支护“信息化施工”的一项重要内容,由于喷锚网支护设计施工受地质、水文环境、天气、荷载等诸多不确定因素的影响,设计方案也难以完全符合工程的实际情况,所以,施工过程中加强施工监测,应用信息控制实施全程跟踪动态设计尤为重要。现场施工中,要求通过监测手段,随时掌握周边环境的变化以及支护土体的稳定状态、安全程度及支护效果,为设计和施工提供信息,现场技术人员要通过信息反馈体系,及时修改支护方案和施工工艺,具体措施为:
(1)及时整理观测资料,每3~7d提供一次统计报表;
(2)遇特殊情况及时加密跟踪观测,并随时通报有关部门,当观测值超常发展或不收敛(超过规范所规定的预警界限值)时,应立即实施补救方案;
(3)定期向有关部门报告监测进展情况;
(4)技术成果包括沉降~时间曲线图及变形~时间曲线图等。
7 应急预案
当监测发出预警通报后,有关各方面应及时互通情报,研究处理方案,有步骤地采取应急措施,及时排除险情,并跟踪检验处理后效果,从而确保后续工程的安全。
根据xx有关工程经验,提出有关应急预防及技术措施。
7.1 土钉成孔造成流砂
在土钉成孔过程中可能由于渗漏、施工震动使土体液化,产生流砂。针对此种可能性,应提前准备速凝剂及堵漏材料,出现以上情况及时注浆,以最快的速度封闭土体,避免土体长时间暴露,或采用击入相同长度Ф48钢管后注浆,以防边坡出现异常。
7.2 土方超挖造成塌方或边坡位移
土方开挖过程中,可能会产生超挖而造成塌方或边坡位移,这时应及时回填土方,或用沙袋反压坡脚,并增加锚杆及时抢险支护,待土体稳定后再进行下一步开挖。
本基坑下部主要为砂层,若开挖期间砂层含水量过大,极易产生流砂、塌方等情况,对此应减小每层开挖深度,开挖后立即支护,并适当加密土钉。
7.3 地面沉降速率过大
若地面沉降速率过大并有坑底隆起现象,应迅速回填反压,并采用静压注浆等措施迅速加固坑底,特别注意挖土时间和挖土顺序。若有深层土体流动迹象,应立即停止挖土,查明原因后再开挖,采用进一步增加被动区土压力等方法加固坑底。
7.4 基坑变形过大或地面荷载过大出现位移
如出现上述现象,应马上减轻地面荷载,根据现场情况补加预应力锚杆,控制位移发展,或者在坑底坡脚被动土区进行压重(如填砂袋等)。
7.5 支护结构渗漏水
如发现支护结构渗漏水,应及时进行引流、修补,并采用CS浆材进行压密注浆修补。
7.6 临基坑边地下市政给排水管道漏水
本工程基坑四周临建筑物较近,可能铺装有市政管道,如果发生管道漏水现象,则会较快增大漏水部分土体的含水量,进而造成坑壁渗水,影响土钉墙支护的安全。如遇此类情况发生,要尽早切断漏水源,并停止基坑开挖,对边坡坡脚采取堆土措施,以稳定坡体。
7.7 停电措施
自备发电机组,以便临时停电时支护施工不停止。
8 工程质量及安全保证措施
8.1 组织措施
(1)责任承包制度:施工全过程实行责任承包制,项目负责人、技术人员、施工人员明确职责,对工程质量,施工安全进行承包,奖优罚劣。
(2)技术培训制度:工程技术人员定期向各施工专业班、组技术交底,做好技术培训和劳动安全教育,使全体施工人员熟悉设计,熟练安全操作。
(3)开好碰头总结会:值班技术人员应在当班之前或之后召集各施工班长、开好施工碰头会,及时布置施工任务,解决施工难题,总结施工经验。
(4)严把材料进场关:所有材料均应有产品合格证,出厂检验报告,水泥、刚才均应进行复检,质量不合格产品不准进入施工现场。
(5)加强施工质检工作:由质检员对每道工序进行质量检查验收,做好记录。
(6)信息化施工:工程技术负责人对工程进度、质量和边坡安全情况全面了解,密切注意边坡位移沉降,发现问题,及时处理。
8.2 管理措施
(1)依照设计方案精心组织施工,各主要工序必须有工程技术人员及质检人员共同把关,每道工序检验合格后方可进行下一道工序作业,违反设计要求和规范要求的必须停工、返工,最终达到设计要求。
(2)进场材料由专人负责验收,不合格材料不许进场。
(3)质检人员要抓好质量检查工作,各工序质量验收,严格掌握各种配合比,认真做好记录。
(4)进场作业人员严格遵守三项规程,即安全规程、操作规程和现场管理规程,由安全员检查各项安全制度落实及执行情况。
(5)现场工程技术组应负责全面工作,保证安全施工,确保工程质量进度,及时解决施工中的各种问题,做好现场管理和对外协调,做好资料收集。
(6)指定专人定期养护已完成的支护段,如及时洒水等。
(7)技术人员应测试各种变化情况,填写记录变位数据,密切注意边坡稳定情况,发现异常及时报告。
(8)施工用电应做到“一机一闸一保护”,并对现场施工人员进行安全用电教育。
8.3 技术措施
(1)基坑边坡出现较大变形时,随时采用加密加长土钉,设置竖向锚杆(管),必要时注浆加固边坡土体,一旦出现危险来不及支护时,及时回填,待稳定后再作加强支护处理。
(2)加强变形监测控制,为基坑施工提供安全依据。
(3)基坑变形较大,可减少分层挖土深度和长度,随挖随支护。
9 确保工程支护施工进度
9.1 设备安排
主要机械设备安排见下表:
xx宾馆基坑支护主要设备安排一览表
设备名称
数量(台/套) 工作范围
型号
空压机
1
压浆
7-11.5m3
注浆机
1
注浆
CJZ-30
喷浆机
1
喷浆
PZ-5BA
钢筋调直机
1
调直钢筋
洛阳铲
6把 土钉成孔
电焊机
1
钢筋制作
切割机
1
切割钢筋
空气锤
1
打锚管
钻机
1
注浆钢管桩造孔
30型
9.2 施工人员安排
施工人员安排见下表:
xx宾馆基坑支护施工人员安排一览表
岗 位
人 数
岗 位
人 数
成孔组
6
注浆组
3
材料员
1
土钉制作挂网组
4
空压机操作员
2
机电工
1
钻机人员
4
管理
2
合计:23人
注意:施工人员和施工机具可根据现场作业面的情况随时调整
10 注意事项及有关问题
(1)土方开挖应按照确定的基坑边界和坡率分层分段进行,边坡附近不留孤岛、土柱,每层开挖深度控制在1.5m左右,绝不可超挖,随开挖随支护,若开挖期间,遇流砂、塌方,应减小每层开挖深度。
(2)加强安全监控。由于土性及地下工程的复杂性,施工过程中常存在许多影响安全的不可知因素,然而基坑和周围环境的安全,集中体现在土体的变化情况。因而在基坑开挖和基础施工期间,进行边坡土体及周边位移观测。以分析对比观测指导和控制施工。
(3)边坡浸水对边坡的稳定性危害极大,要求查明基坑周边上下水管道,切断可能侵蚀边坡的水源。并做好基坑周边地表水的排水工作。
(4)基坑边沿严禁超载,以免导致支护结构较大变形而危及边坡及建筑物安全。
(5)基坑开挖到底后,应迅速做好垫层并尽快浇注底板,避免基底暴露时间过长。
(6)本方案是在有限的资料下做出的,勘察报告也不可能完全反映整个场地的地质情况,因此施工前应详细了解周边建筑、管网情况,在施工期间应根据现场具体情况,反馈信息,调整施工方案,实行信息化施工。
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面40mm,然后紧固土钉,再喷射第二层混凝土至设计厚度,喷射混凝土强度等级为C20,喷射混凝土配合比为水泥:砂:石=1:2:2。
4施工与监测 4.1施工技术要求 4.1.1开挖、修坡。土钉墙施工随工作面开挖分层施工,开挖高度按照土钉的设计高度1.5m分层进行开挖,严禁超控。每层开挖宽度取决于土体堆积稳定时间和工作流程。对开挖后的边坡段,用人工及时修整,清除待喷面上的松散杂物,以便于后面初喷、成孔的施工。 4.1.2初喷混凝土。边坡修整后,立即喷射40mm厚的混凝土层,使暴露的土体及时封闭,以免风化、坍塌。在边坡土体
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稳定的情况下,可先完成土钉后再进行喷锚。 4.1.3成孔。按设计要求施工,孔深见设计图孔径100mm,层高1.5m,第一层距地表1.0m,倾角15°。成孔时必须干式钻进,避免冲洗液冲刷孔壁,降低土钉的抗拔能力。在卵石层如遇到成孔困难时,可用锚管注浆完成土钉。
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4.1.4设置土钉。成孔后,应及时将土钉钢筋连同注浆管送入
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孔内,在放置土钉钢筋前尽可能对孔内残存及扰动的废土进行清除。土钉钢筋上间隔2.0m设置一组导正支架。 4.1.5注浆。灌注纯水泥浆至孔口溢出,必要时进行补浆一次。为防止水泥净浆固结收缩时降低土钉的锚固力,掺入水泥用量3%的氧化钙类膨胀剂。 4.1.6编钢筋网、焊接锚杆头。钢筋网为φ6@200mm×200mm,加强筋为4φ16mm,长度400mm。加强筋与土钉钢筋进行焊接。 4.1.7终喷混凝土。按设计要求喷到所需厚度。喷射混凝土终凝20h后,应喷水养护,养护时间大于3d。 4.1.83d后再进行相邻土体或下一层体的开挖,并进行下一段土钉墙的
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施工。根据土质情况可适当缩短时间。 4.1.9施工流程(略)。 4.2位移监测 本基坑周边顶共布置20个点进行边坡土体顶部的水平位移和垂直位移的监测,监测点间距15~25m,其中东西陡峭地段各布置4个点,南面布置7个点,北面布置5个点(见基坑平面图)。在施工期间要求每天观察一次,若发现异常情况如地面突然开裂、裂缝持续增大或位移日增量超过3mm等,则加密观察。 在基坑南面的土钉墙由于地面高,支护深,土钉墙的水平位移和垂直位移的监测应予取予以特别重视,在施工期间要求每天观察一次,施工结束后要求一周观察一次,若发现有水平位移和垂直位
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移应立即采取相应的措施。施工表明,基坑南面的测点水平位移测量结果如图所示,测点W3、W4在基坑南面支护中段,主动土压力影响较大,最终积累水平位移明显偏大,最大值分别为60mm和71mm;测点W5W6在设计要求的范围内,均不超过50mm;其余各点的水平位移在施工期间增长较快,施工结束后趋于稳定。
×××××进水泵房基坑支护施工方案、施工组织设计一、工程方案1、概述 ×××××井水泵房基坑开挖深度约12米,为确保施工的顺利进行,须采取一定的围护加固措施。2、工程地质条件基坑开挖过程中,在-7.0m左右遇到粉土层,
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该层土土性较差,含水率高,可塑,极易发生流砂、管涌等现象,致使基坑出现塌方等事故,危害极大。3、方案确定根据现场实际情况,该基坑深度较深,基坑边坡发生位移、下沉等甚至塌方的可能性极大,危及施工及人员安全,需要采取一定的围护措施;同时粉土层的存在使得坑壁下部土体较差,无法支撑整个边坡的稳定,必须采取一定降排水措施降低低下水位。综合考虑安全性、经济性及合理性,结合我公司以往施工经验,确定采取井点降水结合放坡加土钉墙支护的方案实施加固。4、井点降水在开挖至自然地坪以下约7m处插管施工井点降水,并开始抽水降低地下水位,
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待地下水位降到一定高度后方可继续开挖下部土体。具体井点降水方案及施工组织设计略。5、放坡加土钉墙支护基坑分两段开挖。上段按放坡坡度1:0.7比例放坡开挖,并进行土钉墙施工。然后开挖至自然地坪以下约7m处插管施工轻型井点降水,该段留1m宽平台作降水插管作业平台。待降低地下水位后继续开挖下段土体,放坡坡度1:0.6比例放坡开挖,分四层开挖,分层开挖分层施工土钉墙。(详见附图)a、土钉共设八排土钉,均采用φ20螺纹钢。土钉垂直间距Sy=1500~1300,第一排距坡顶2000;水平间距Sx=1500 , 土钉倾角10-15度。施工可根据现场实际情况作
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适当位置调整。土钉长度L1=L2=3000,L3=L4=6000,L5=11000, L6=9000,L7=L8=6000。b、注浆土钉孔内压力灌注纯水泥浆,水灰比为0.4~0.6,标号M10。c、喷射混凝土钢筋网喷射混凝土标号C20,厚度70~100,配φ12加强钢筋及φ6.5@200×200双向钢筋网。d、微型钢管桩 待施工至第六排土钉时,顺着坡面斜向打一排微型钢管桩,采用48国标钢管制作,长度6m,间距750mm,桩顶标高-9.4m,管内压密注浆。若开挖下段第一层土体时土体自立能力差,将该排微型钢管桩桩顶上提至-7m,另外增设一排微型钢管桩长度3
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m,间距750mm,桩顶标高-10.7m。二、土钉墙施工组织设计:1、 各工序施工方法及技术要求:1) 挖土:采用机械挖土,分层开挖。深度、坡度须严格控制,坡面须平整,不得超挖,欠挖量不大于100mm。2) 修坡:采用人工修坡,随时检查坡面的坡度。3) 土钉成孔:采用锚杆钻机成孔。若因为土质等原因无法成孔,则采用φ48国标钢管替代直接打入土内,管内压密注浆。4) 土钉制作安装:采用φ20螺纹钢制作,土钉长度方向间距2.5m焊接对中支架。5) 注浆:采用注浆泵注浆,配合比水泥:水=1:0.4~0.6 ;根据情况需要加适量早强剂,强度M10。注浆顺序由里向外,
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采用止浆袋封口。6) 微型钢管桩:采用φ48国标钢管制作,顺坡面直接打入土内,管内压密注浆。7) 编制绑扎钢筋网:φ6.5@200网格,交叉节点用φ0.5低碳钢丝绑扎,编前用卷扬机张拉。纵向各段钢筋之间采用搭接焊。8) 焊接加强筋:规格φ12的螺纹钢筋与土钉头焊接。9) 喷射砼:采用砼喷射机完成。配合比:水泥:砂:石=1:2:2,根据情况加3%(水泥重量比)速凝剂。砼标号C20。喷射机水、风压差0.1MP,喷头供水压力0.25MP,水灰比0.38~0.45,厚度7~10cm。2、技术质量保障:1) 现场工程技术人员坚持跟班工作,及时解决施工过程中出现的问题,确保每道工
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序符合质量要求。2) 所有材料均应有产品合格证,水泥应有出厂检验报告单。3) 对每个施工环节应严格把关,对土钉质量、 砂浆配比、添加剂比例、注浆饱满程度、锚杆头锁紧或焊接质量等进行严格监督检查。4) 前道工序检验合格,经有关负责人检查合格后方可进入下道工序。5) 加固施工期间和施工完成后一定时间内密切监视坑壁变化的发生、发展,发现问题,及时解决。3、应急措施:1)治水处理:A:当坑底渗水较严重时,在坑底离坑壁约1.0M 处设置排水沟,将水引流至远离坑壁的集水坑抽排至地面。B:当坑壁含水量较高,并出现渗水或涌水现象时, 在土钉上方
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20~40CM处设置长度为30~50CM的引流管(采用φ48钢管或2寸硬塑管,环向打φ5泄水孔,外包窗纱外虑层),水平间距 2.0~2.5M,减少边坡的水压和保持边坡的干燥,以利于施工。在较湿的土壁喷射砼时,应添加适量速凝剂。 2)局部坑壁位移过大,坑壁出现裂缝,可在适当位置加密,加长布置土钉和外层拽拉加固,阻止变形扩大,确保边坡自身稳定。 三、工程设备配置序号 设备名称、型号、规格 数量 功率KW 备注1 配电箱 1套 2 锚杆机 4台 14.0 3 注浆机 1台 6.5 4 喷浆机 1台 7.5 5 电焊机 2台 5 6 切割机 1台 0.2 7 6立方米空压机 1台 35 8 照明生活用电设备及推车 若干 4.0
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四、施工安全、文明生产措施1、抓质量意识考试,晓工人以利害关系,使其树立质量第一观念。2、抓质量分析:经常性地召开生产质量调度会,重点分析情况,预防质量问题出现。3、对质量事故坚持“三不放过”,即不查清原因不放过;不改进措施不放过;不处理不放过。4、进入施工场地的人员,必须戴好安全帽,严禁酒后作业。5、所有机械传动部位必须有防护装置。6、设备发生故障时,应先停机后检查。7、设备使用安装稳固,坚决禁止野蛮作业。8、服从当地治安部门管理。
一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响;二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;三是改变滑带土石性质,阻滞滑坡体的滑动。所有这些措施,都需要具体情况具体分析,有针对性地使用,才能收到“药到病除”的好效果。例如,对于由地下水作用引起的滑坡,在事先弄清地下水补给来源、方式、方向、位置和数量的基础上,主要采用截水盲沟、盲洞、仰斜钻孔等工程加以排除;对于因江河冲刷引起的滑坡,应着重修筑河岸防护工程;对于因挖方修建铁路、公路,破坏了山体平衡,采用抗滑挡墙、抗滑桩等支撑措施来恢复平衡,效果比较显著,对于因地表渗水或自然沟水补给而引起的滑坡体滑动,则宜采取地面铺砌防渗、地表排水及沟床铺砌等措施;对于因滑动带土质不良而引起的滑动,可考虑采用灌浆、焙烧等改良土质的办法,也可以采用疏干工程来减少水的作用;对于大滑坡或滑坡体连续分布的区段,如果处理起来在技术上还不过关,经济上不合算,可以考虑使工程建筑设施避开滑坡的影响范围;对于中小型滑坡,工程建筑要避工它们正在活动的前部,如果条件允许的话,也可以将小型滑坡全部清除。
各地防治滑坡的实践表明,凡是采用排除地下水措施的,都收到了效果,凡是采用支挡工程措施的,只要设计无误,而且支挡工程埋基于滑床之下的足够深度,一般也取得了迅速稳定滑坡的效果;凡是单纯采用减重措施的,都不能最终稳定滑坡,减重措施必须与支挡或排水措施相结合才能见到成效。总之,在防治滑坡时,必须牢记因地制宜,综合治理,力求根治,不留后患。防治工程一般有以下几种基本方法:
(一)排水工程
1、排除地表水:滑坡的发生和发展,与地表水的危害有密切关系。所以,设置排水系统来排除地表水,对治理各类滑坡都是适用的,对治理某些浅层滑坡,效果尤其显著。常用的地表排水方法,是在滑坡可能发展的边界5 米以外,设置一条或数条环形截水沟,用以拦截普遍引自斜坡上部流向斜坡的水流。通常,沟深和沟底宽度都不小于0.6 米。为了防止水流的下渗,在滑坡体上也应充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统,使水流得以汇集旁引。如地表条件许可,在滑坡边缘还可修筑明沟,直接向滑坡两侧稳定地段排水。如果滑坡体内有湿地和泉水露头,则需修筑渗沟与明沟相配合的引水工程;地在表水下渗为滑坡主要原因的地段,还可修筑不同的隔渗工程。当地表出现裂缝或滑坡体松散易于地表水下渗时,都要及时进行平整夯实,以防地表水渗入。另外,在滑坡地区进行绿化,尤其是种植阔叶树木,也是配合地表排水、促使滑坡稳定的一项有效措施。
2、排除地下水:地下水通常是诱发滑坡的主要因素,排除有害的地下水、尤其是滑带水,成为治理滑坡的一项有效措施。滑坡地下排水系统包括截水盲沟、支撑盲沟、盲洞、仰斜钻孔、渗管、渗井、垂直钻孔以及砂井与平孔相结合、渗井与盲洞相结合等工程设施。其中的深盲沟和盲洞,由于造价较高、施工困难,效果又不太稳定,一般很少采用。截水盲沟设置于滑坡可能发展范围5 米以外的稳定地段,与地下水流向垂直,一般作环状或折线形布置,目的在于拦截和普旁引滑坡范围以外的地下水。这种盲沟由集水和排水两部分组成,断面尺寸由施工条件决定,沟底宽度一般不小于1 米。盲沟的基底要埋入补给滑带水的最低一层含水层之下的不透水层内。为了维修和清淤的方便,在截水盲沟的转折点和直线地段每隔30-50 米,都要设置检查井。支撑盲沟。是一种兼具排水和支撑作用的工程设施。地于滑动面埋藏不深,滑坡体有大量积水,或地下水分布层次较多、难于在上部截除的滑坡,可考虑采用修建盲沟的办法来进行治理。支撑盲沟布置在平行于滑坡滑动方向有地下水露头处,从滑坡脚部向上修筑。有时在上部分岔成支沟,支沟方向与滑动方向成30°-45°交角。支撑盲沟的宽度根据抗滑需要、沟深和便于施工的原则来确定。一般采用2-4 米。盲沟基底应砌筑在滑动面以下0.5 米的稳定地层中,修成2-4%的排水纵坡。如果滑坡推力较大,可考虑采用支撑盲沟与抗滑挡墙结合的结构形式,这种联合形式的防治效果更好。仰斜孔群。是一种用近于水平的钻孔把地下水引出,从而达到疏干滑坡体、使滑坡稳定的措施。仰斜排水孔的位置,可按滑体地下水分布情况,布置在汇水面积较大的滑面凹部。孔的仰斜角度应按滑动面倾角以及稳定的地下水面位置而定,一般采用10°-15°。孔径的大小由施工机具和孔壁加固材料决定,可以从几十毫米到一百毫米以上。如果仰斜排水孔作为长期的排水通道使用,那么孔壁就需要用镀锌铜滤管、塑料滤管或竹管加固,也可用风压吹砂填塞钻孔。当含水土层(如黄土)渗透性差时,可采用砂井——仰斜排水孔联合排水措施,以砂井聚集滑坡体内的地下水,用斜孔穿连砂井并把水排出。在这种排水措施中,原则上斜孔应打在滑动面以下。砂井的井底以及砂井与斜孔的交接点,也要低于滑动面。砂井中的充填料应保证孔隙水可以自由流入砂井,而砂井又不会被细粒砂土所淤积。垂直孔群。是一种用钻孔群穿透滑动面,把滑坡体内储藏的地下水转移到下伏强透水层,从而将水排泄走的一种工程措施。每一种工程措施都有一定的适用条件,垂直孔群的适用条件是:滑坡体土石的裂隙度高、透水能力强、在滑动面下部存在的排泄能力强的透水层。垂直孔群一般是在地下水集中地区和供水部位,采用成排排列的方式进行布置。每排孔群的方向应垂直于地下水的流向。排与排的间距约为孔与孔间距的1.5 至5 倍。排水钻孔的孔径,要求每孔的设计最大出水量应大于钻孔实际涌水量。为了达到钻孔排水的目的,每个钻孔都必须打入滑动面以下的强透水层中,并且要求在每孔钻进终了时,都要安设过滤管,在过滤管外天充填砂砾过滤层。对于不设过滤管的钻也,应该全部充填砂砾。在孔口应设置略高于地面的防水层。防止水对坡脚的冲刷。在自然界中,由于斜坡的前缘受到河流冲刷而诱发滑坡的情况,是一种很普遍的现象。因此,应努力防止水对坡脚前缘的冲刷、淘蚀。一般说为,治理的办法是在滑坡上游严重受冲地段,修筑促使主流偏向对岸的丁坝。在滑坡前缘用抛石、铺设石笼、钢筋混凝土块及片石护坡,使滑坡坡脚的土体免受河水冲刷,从而达到稳定滑坡的作用。如果滑坡位于河曲处,河道又有改变的条件,也可采用改河方案,以使滑坡前缘免受河水冲刷。一些沟谷由于水流的冲刷,使沟床不断加深与展宽,沟坡的岩土失去稳定而产生滑坡,对这种滑坡的治理,可在它的下游地段修筑堤坝,以防继续下蚀,并利用淤积的固体物质稳定滑坡的坡脚。水库岸边的滑坡也常因坡舌部分遭受冲刷而促使滑坡不断发展,其治理办法是:蓄水前可在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝,使库水夹带的泥沙能够淤积于滑坡前缘,起支撑滑坡的作用;水库蓄水之后,在主导风向作用下,波浪对岸边的冲刷有将岸边泥沙带至水库的作用,当滑坡处于这样的地段时,应在滑坡脚部填以平缓的斜坡,在斜坡上修一个有足够厚度的反滤层,再在滤层上砌石护坡,以取得稳定滑坡的作用。
(二)支挡工程
由于失支支撑而引起的滑坡,或滑床陡、滑动快的滑坡,采用修筑支档工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑坡迅速恢复稳定。支撑建筑物的种类很多,有抗滑垛、抗滑桩、抗滑墙、锚固等。这里仅介绍几种主要的支挡工程办法:
1、抗滑片石垛。是一种用垒砌石块的方法来阻止滑坡体下滑、达到稳定滑坡目的的工程措施。对于滑体不大,滑面位置低于坡脚不深的中、小型滑坡,又有足够的场地和廉价的石料时,就可采用这种工程措施。但是,这种措施不适宜用来治理下滑力较大的大、中型滑坡。对于强地震区的滑坡,由于片石垛本身结构松散,这种措施也同样不宜采用。对于适宜采用抗滑垛的中、小型滑坡,片石垛的基础必须埋置于可能形成的滑面以下0.5-1.0 米处,一般都用浆砌片石或混凝土做成厚约0.5 米的整体基础。抗滑片石垛的顶宽一般不小于1 米,垛的高度应高出可能向上产生滑动面的位置,垛的外侧坡度通常为1:0.75-1:1.25。码砌石块时,必须平行于基底分层砌筑,石块间尽可能相互咬紧,为了保证片石垛具有良好的透水性能,在垛后需要置放砂砾滤层。
2、抗滑挡墙。是一种阻挡滑坡体滑动的工程措施,适用于治理因河流冲刷或因人为切割支撑部分而产生的中、小型滑坡,但不适宜治理滑床比较松软、滑面容易向下或向上发展的滑坡。由于滑坡的推力较大,抗滑挡墙比一般的挡土墙要设计得宽大些,具有胸坡缓、外形宽大的特点。为了增加抗滑挡墙的稳定性,在墙后应设一、二米宽的衡重台或卸荷平台,挡墙的胸坡越缓越好,一般用1:0.3-1:0.5,也有1:0.75-1:1 者。抗滑挡墙,一般多设置于滑坡的前缘,基础埋入完整稳定的岩层或土层的一定深度。挡墙背后应设置顺墙的渗沟以排除墙后的地下水,同时在墙上还应设置泄水孔,以防止墙后积水泡软基础。
3、抗滑桩。用来治理滑坡既要保证桩不被剪断、推弯或推倒,也要保证桩间土体不会从桩间滑走或因桩高不够导致土体从桩顶滑出。抗滑桩应设置在滑体中下部,滑动面接近于水平,而且也是滑动层较厚的部位。一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度、桩高和桩间距离都要适当。抗滑桩的施工方法主要有打入法、钻孔法和挖孔法三种。对于浅层的粘性土和黄土滑坡,可直接用重锤把木桩、钢轨桩、钢管桩、钢筋混凝土管桩等打入,简单易行;对于中厚层的大型滑坡,则多采用钻孔法和挖孔法施工。
4、锚固。利用穿过软弱结构面、深入至完整岩体内一定深度的钻孔,插入钢筋、钢棒、钢索、预应力钢筋及回填混凝土,借以提高岩体的磨擦阻力、整体性与抗剪强度,这种措施统称为锚固。(1)锚杆喷射混凝土联合支护:简称锚喷结构或锚喷支护,即喷射混凝土与锚杆相结合的一种支护结构,也称喷锚支护。(2)锚杆:是指钻凿岩孔,然后在岩孔中灌入水泥沙浆并插入一根钢筋,当砂浆凝结硬化后钢筋便锚固在围岩中,借助于这种锚固在围岩中钢筋能有效地控制围岩或浅部岩体变形,防止其滑动和坍塌,这种插入岩孔,锚固在围岩中从而使围岩或上部岩体起到支护作用的钢筋称为“锚杆”。锚杆类型很多,有楔缝式锚杆、倒楔式锚杆、普通式砂浆锚杆(并称插筋),钢丝绳砂浆锚杆,树脂锚杆及预应力锚索等,锚杆的作用是锚杆与岩体锚固后的作用,有四种形式,即悬吊作用,组合作用,加固作用,锚杆的自承拱作用。(3)预应力锚索:由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索,国内应用较多,如长江南岸链子崖危岩体治理和会同县中心街滑坡治理中都采用了此种锚索。锚索结构一般由幅度锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根,是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基,按其结构形式分为机械式和胶结式两大类,胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类,砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段,是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位,其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等;锚索体,是连结内外锚头的构件,也是张拉力的承受者,通过对锚索体的张拉来提供预应力,锚索体由高强度钢筋、钢纹线或螺纹钢筋构成。预应力锚索是一种较复杂的锚固工程,需要专门知识与经验,施工监理人员,应具有更丰富理论和经验。
5、减载
当一个滑坡处于头重脚轻的状况下,而在前方又有一个可靠的抗滑地段时,采取在滑坡体上部减重或脚部加填的办法,使滑坡的外形得以改变,重心得以降低,可以使滑坡的稳定性得到根本的改善。曾经有人计算过,如果将滑动土体积的4%从坡顶转移到坡脚,那么滑坡的稳定性就可增大10%。如果滑坡没有一个可靠的抗滑地段,则减重只能减小滑坡的下滑力,不能达到稳定滑坡的目的。因此,用减重的方法治理滑坡时,常常需要与下部的支挡措施相配合。应当说明的是,用减重的方法治理滑坡并不是对所有滑坡都适用。比方说,对于牵引式滑坡或滑土带具有卸载膨胀性的滑坡,就不宜使用。减重常用于滑面不深、具有上陡下缓、滑坡后壁及两侧有岩层外露或土体稳定不可能继续向上发展的滑坡。对于可以采用减重方法治理的滑坡,应该认真决定减重范围,要根据各段滑坡的稳定程度、稳定滑坡和其它建筑物的要求,进综合考虑。对于一些不向上或向两侧牵引发展的小型滑坡,也可考虑将滑坡体全部清除。在对滑坡体作减重处理时,必须切实注意施工方法,尽量做到先上后下,先高后低,均匀减重,以防止挖土不均匀而造成滑坡的分解和恶化。对于减重后的坡面要进行平整,及时做好排水和防渗。在滑坡前部的抗滑地段,采用加载措施,可以产生稳定滑坡的作用,当条件许可时,应尽可能地利用滑坡上方的减重土石堆于前部抗滑的地段。为了加强堆土的反压作用,可以将堆土修成抗滑土堤,堆土时要分层夯实,外露坡面应干砌片石或种植草木,土堤内侧应修渗沟,土堤和老土之间应修隔渗层。
6、固化
用物理化学方法改善滑坡带土石性质。①焙烧法:焙烧法是利用导洞焙烧滑坡脚部的滑带上,使之形成地下“挡墙”而稳定滑坡的一种措施。利用焙烧法可以治理一些土质滑坡。用煤焙烧砂粘土时,当烧土达到一定温度后,砂粘土会变成象砖块一样,具有相同高的抗剪强度和防水性,同时地下水也可从被烧的土裂缝中流入坑道而排出。用焙烧法治理滑坡,导洞须埋入坡脚滑动面以下0.5-1.0 米处。为了使焙烧的土体成拱形,导洞的平面最好按曲线或折线布置。导洞焙烧的温度,一般土为500-80℃。通常用煤和木柴作燃料,也可以用气体或液体作燃料。焙烧程度应以塑性消失和在水的作用下不致膨胀和泡软为准。②电渗排水:电渗排水是利用电场作用而把地下水排除,达到稳定滑坡的一种方法。这种方法最适用于粒径0.05-0.005 毫米的粉质土的排水,因为粉土中所含的粘土颗粒在脱水情况下就会变硬。施工的过程是:首先将阴极和阳极的金属桩成行地交错打入滑坡体中,然后通电和抽水。一般以铁或铜桩为负极,铝桩为正极。通电后水即发生电渗作用,水分从正极移向由一花管组成的负极,待水分集中到负极花管之后,就用水泵把水抽走。③爆破灌浆法:爆破灌浆法是一种用炸药爆破破坏滑动面,随之把浆液灌入滑带中以置换滑带水并固结滑带上,从而达到使滑坡稳定的一种治理方法。目前这种方法仅用于小型滑坡。施工步骤是:首先用钻孔打穿滑动带,在钻孔中爆破。使滑坡床岩层松动;再将带孔灌浆管打入滑带下0.15 米,在一定的压力下将浆液压入,使其在滑动带中将裂缝充满,形成一个稳定土层,借以增大滑带土的抗滑能力。在我国黄土区的一些滑坡,曾用石灰、水泥和粘土浆液压注裂缝的方法来加固滑带土,取得了一定的成效。需要说明的是,运用物理化学方法改善滑带土石性质借以提高滑坡稳定性的治理方法,目前尚处于试验阶段,在滑坡治理中并未被广泛采用。在实际工作中,排水支挡还是整治滑坡的两项主要措施。