随着城市建设开发的日益频繁,土地资源逐渐紧张,工程中难免面临高填方边坡的建设环境。高填土边坡具有扰动变形大、受荷固结度高和施工安全性差等特点[1],形成的高边坡稳定性问题突出。通常高填方边坡采用的支护种类有重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、桩板式挡土墙、加筋土挡土墙等[2]。候俊伟等在填方边坡治理中针对具体工程特点采用双排桩支护结构,达到控制边坡水平位移、坡顶地表沉降的效果[3]。陈用伟在直立高边坡中应用双排桩支护结构,具有桩身位移小、对周边环境影响小兼具施工方便、工期短的特点。本文以某高填方工程为例,分析原支护方案的设计、施工工艺内容有待进一步完善,确定加固治理方案,通过现场监测效果,验证加固支护方案的合理性。1理论依据双排桩是沿基坑侧壁排列布置的由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的综合型支护结构。双排桩布置可根据现场施工条件和技术方案的经济效果等因素综合对比后,选择前后排布设或梅花形布设。排距宜取2d~5d(d为桩直径),刚架梁的宽度不应小于d,高度不宜小于0.8d,刚架梁高度与双排桩排距的比值可取1/6~1/3。双排桩通常采用平面刚架结构模型进行分析计算,假设土方开挖后,在土压力作用下前后排桩间的连梁为刚体,只能平移而不产生转角,不产生压缩或伸缩变形。桩间土体为连接前后排桩的弹簧,土压力的分配则是靠弹簧与前后排桩的位移协调完成。双排桩的嵌固深度应符合嵌固稳定性的要求[4]:EpkaP+GaGEakaa≥K (1)式中:K——嵌固稳定安全系数;Eak、Epk——分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力标准值(kN);aa、ap——分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至双排桩底端的距离(m);G——双排桩、刚架梁和桩间土的自重之和(kN);aG——双排桩、刚架梁和桩间土的重心至前排桩边缘的水平距离(m)。2工程概况2.1项目概述某高填方边坡工程,坡顶为在建公共建筑,总建筑面积1 656.36 m2,长58.5 m,宽17.4 m,结构为框架结构。地上主体建筑层数二层(局部六层),第1层高4.8 m,第2层高4.2 m,3~6层的层高为3.0 m,主体建筑高9.15 m,局部建筑高21.75 m。采用筏板基础,基础垫层为100 mm厚C15混凝土,板厚700 mm。建筑物外墙距离坡顶线约14 m。边坡BC段采用双排桩支护墙,桩间距为3 m,桩排距为4 m;现地面以下采用直径为1.2 m旋挖桩,原状地面以上支模浇0.8 m×0.9 m方柱;CD段采用双排桩托重力式挡墙支护方案;桩顶设整体承台,承台上搁置的挡墙采用MU30块石砌筑。BC段、CD段支护结构如图1、图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.069.F001图1BC段支护结构10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.069.F002图2CD段支护结构2.2工程地质场地所处地形主要为志留系地层形成的构造侵蚀、剥蚀山间沟谷地形,地貌上为湘西北褶皱侵蚀、剥蚀山地区。填方边坡长度约80 m,坡高23.0~25.0 m。修建省道堆填形成,堆积物主要为附近隧道开挖的碎石、石块,低洼地段最大回填厚度约32.50 m,堆填时间15年以上。场地内地层主要为第四系素填土及志留系中风化砂岩,素填土重型动力触探加权平均击数N63.5=4.12,砂岩坚硬程度属较软岩~较硬岩,岩体完整程度较完整,岩体基本质量等级分类为Ⅳ~Ⅲ类。地层及其设计参数如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.069.T001表1岩土体物理力学参数项目岩土名称素填土中风化砂岩地基承载力特征值/kPa1004 000天然容量/(kN/m3)18.024.0饱和容量/(kN/m3)19.025.8内摩擦角/(°)3040.03凝聚力/kPa10750极限黏结强度/kPa120360基底摩擦系数0.400.60该区褶皱、断裂构造不发育,场地为一单斜构造,岩层总体倾向120° ,倾角10° ,地震基本烈度为Ⅵ度。2.3水文地质场地地势较高,勘探深度内无地下水,水文地质条件简单。省道两侧沟谷汇水通过南侧涵洞合理疏排,除此以外附近无地表水源。场地内各岩土层按透水性强弱可划分为素填土属强透水性地层、中风化砂岩属微透水~不透水地层。3原支护方案有待优化的地方该边坡目前已完成第一次设计的(单排)桩板墙支护和双排桩支护结构施工。进行公共建筑二楼屋梁浇筑时,支护结构、坡顶在建建筑物出现不同程度的变形开裂现象。BC段桩板墙墙顶位移较大(大部分测点累计水平位移已超过10 mm),甚至出现倾斜现象(面板外侧最大倾斜率为4.4‰),BC段、CD段后排柱顶的方柱、顶部钢架梁出现开裂现象(CD段中部位置的钢架梁裂缝最大宽度为15 mm),坡顶在建房屋东南角点沉降较大(累计沉降值达13.5 cm),房屋上部框架柱有倾斜现象,主要倾斜方向为向东南角倾斜。4原因分析(1)BC段、CD段双排桩结构设计不符合现场情况。桩前存在较陡的横坡,桩嵌固段深度(悬臂段起点)取值欠合理引起前排桩的被动区土压力难以抵挡桩后侧主动土压力,导致桩板墙墙顶出现位移和倾斜。经建模复核计算知CD段后排柱每柱顶受水平剪力421.2 kN,柱竖向轴力(受拉)509 kN,柱最大弯矩2 586 kN·m,顶部结构在集中剪力、轴向拉力、弯矩共同作用下承载力不足。后排柱顶超筋及钢架梁在柱节点范围内箍筋配筋面积偏小,出现柱顶水平裂缝及钢架梁斜裂缝。(2)施工质量控制不严。经查阅施工隐蔽工程记录,发现板墙后大范围回填土压实度没有达到设计要求,填土的抗剪强度低,板墙背侧主动土压较大,引起板墙墙顶位移大。回填碎石土性能不稳定,遇水易崩解,进一步加大板墙墙后的土压力。BC段桩间板拉结筋锚入方桩内的深度不满足规范要求,在外部受力环境骤变时,易产生变形。(3)高填方边坡的素填土分布不均匀,压缩系数大,公共建筑东南角部位出现不均匀沉降,致使房屋上部框架柱出现倾斜现象。5加固方案需要对现有的支护结构进行加固处理,避免影响边坡稳定及坡顶在建建筑物的安全。(1)BC段双排桩的嵌固点深度取桩板墙墙前原始地面线与该桩中心线交点的高度的最大值,提高BC段、CD段方柱顶钢架梁承载力。(2)提高墙后回填土密实度。(3)限制坡顶在建公共建筑物发生不均匀沉降等变形。BC段新增一排桩、冠梁、钢架梁以及对原有双排桩间的钢架梁进行增大截面加固,对结构存在的裂缝进行压力注胶处理,双排桩间土进行人工夯实处理。CD段桩间整板局部增大截面形成连梁,提高结构整体承压性能,对结构存在的裂缝进行处理。在建公共建筑东南角部位采用桩基础加固,人工凿除筏板基础后新增16根直径1.2 m的人工挖孔桩,持力层选择完整的中风化砂岩。6加固治理施工效果监测第三方监测公司进行边坡加固治理施工期及竣工运营期监测,监测显示各项数据均满足规范要求,表明该次加固方案有效。监测项目主要有桩板墙墙顶水平位移和垂直位移、桩板墙桩顶水平位移和垂直位移、坡顶在建建筑竖向、水平位移及倾斜实时监测、地表裂缝监测、建构筑物裂缝监测等。桩板墙顶水平位移和垂直位移累计值为18.99、14.94 mm。面板倾斜值变化率趋于稳定,双排桩支护桩顶水平位移累计值11.12 mm,坡顶建筑沉降累计值88.0 mm。7结语综上所述,本项目可采取的施工建议为双排桩设计应满足嵌固段地基横向承载力要求,嵌固深度取值需要与实际工程地质条件相适应。在高填土边坡环境下,施工时需要特别注意支护结构背侧填土区的夯实情况。在高填方边坡上新建中低层建筑时,优先选用桩基础,可降低不均匀沉降对建筑物的不利影响。

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