建筑边坡工程技术的运用 ——以中建八局松山湖材料实验室项目(在建)为例

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:汪峥
[导读] 摘要:边坡支护是在房屋建筑施工中基础施工阶段较为重要的施工技术,边坡工程的质量直接影响到整体建筑工程的质量,边坡支护的稳定性是基础施工不可忽视的一环,我国地质条件复杂,这也促进了边坡支护技术的快速发展。
        中国建筑第八工程局有限公司  山东济南  250000
        摘要:边坡支护是在房屋建筑施工中基础施工阶段较为重要的施工技术,边坡工程的质量直接影响到整体建筑工程的质量,边坡支护的稳定性是基础施工不可忽视的一环,我国地质条件复杂,这也促进了边坡支护技术的快速发展。本文将简单介绍几种边坡支护形式的发展与运用,并通过松山湖材料室项目为例,介绍在本项目边坡支护技术的运用。
        关键词:边坡支护;格构梁锚固;挡墙;抗滑桩
        1.边坡工程介绍
        建筑边坡是指在建筑物场地或其周边、由于建筑工程和市政工程开挖和填筑所施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全有直接影响的自然斜坡。
        1.1建筑边坡工程特点
        (1)建筑边坡的地质、地形和水文条件复杂多变,在江河两岸的边坡工程受洪水的影响较大。山区的岩石边坡稳定性呈好、坏两极分化,岩体破碎、软弱结构面发育的岩质边坡稳定性差,垮塌事故多;滑坡、危岩或崩塌等自然灾害时有发生。
        (2)在高、陡边坡的坡顶和坡下,常有重要的永久性建(构)筑物,边坡整体破坏或局部垮塌时后果十分严重,故建筑边坡工程的安全度要求较高。
        (3)建筑边坡的耐久性高,其工作年限应不低于建筑物的使用年限,一般应不低于50年。
        (4)当坡顶有高大建筑物的荷载作用时,边坡支护结构承受较大的、由建筑基础传递的垂直荷载和水平荷载,受力状况复杂,此时边坡的抗震设防十分重要,并对边坡的变形控制较严格。
        (5)坡顶塌滑区有重要建(构)筑物时,应考虑边坡变形控制设计,避免边坡变形过大导致坡顶建(构)筑物破坏。
        1.2边坡工程存在安全隐患的原因
        (1)勘察失误:复杂的山区地质构造和现有的勘察手段使勘察结论的可靠度较低;经验差,压价勘察等因素使勘察深度和质量不能满足工程需要。例如某滑坡区边坡工程勘察失误,将岩石崩塌区误认为是稳定岩体,造成边坡塌滑险情和欠稳定状态。
        (2)设计失误:设计人员的经验和技术水准较低,边坡支护设计方案、计算方法有误,造成工程事故及边坡安全度低。例如某工程边坡设计荷载未考虑坡顶高层建筑的荷载作用,致使边坡安全度太低。
        (3)施工质量失控:主要原因有无支护大开挖、土石方爆破震害、施工方案不妥、施工管理人员素质差和施工质量低劣等。
        (4)地震区一些高边坡支护结构未考虑抗震设防,发生地震时灾害严重。
        2.边坡工程勘察
        2.1边坡工程勘察前
        除应收集边坡及邻近边坡的工程地质资料外,尚应取得下列资料:
        1.附有坐标和地形的拟建边坡支挡结构的总平面布置图;
        2.边坡高度、坡底高程和边坡平面尺寸;
        3.拟建场地的整平高程和挖方、填方情况;
        4.拟建支挡结构的性质、结构特点及拟采取的基础形式、尺寸和埋置深度;
        5.边坡滑塌区及影响范围内的建(构)筑物的相关资料;
        6.边坡工程区域的相关气象资料;
        7.场地区域最大降雨强度和二十年一遇及五十年一遇最大降水量;河、湖历史最高水位和二十年一遇及五十年一遇的水位资料;可能影响边坡水文地质条件的工业和市政管线、江河等水源因素,以及相关水库水位调度方案资料;
        8.对边坡工程产生影响的汇水面积、排水坡度、长度和植被等情况;
        9.边坡周围山洪、冲沟和河流冲淤等情况。
        2.2边坡工程勘察内容:
        1.场地地形和场地所在地貌单元;
        2.岩土时代、成因、类型、性状、覆盖层厚度、基岩面的形态和坡度、岩石风化和完整程度;
        3.岩、土体的物理力学性能;
        4.主要结构面特别是软弱结构面的类型、产状、发育程度、延伸程度、结合程度、充填状况、充水状况、组合关系、力学属性和与临空面的关系;
        5.地下水水位、水量、类型、主要含水层分布情况、补给及动态变化情况;
        6.岩土的透水性和地下水的出露情况;
        7.不良地质现象的范围和性质;
        8.地下水、土对支挡结构材料的腐蚀性;
        9.坡顶邻近(含基坑周边)建(构)筑物的荷载、结构、基础形式和埋深,地下设施的分布和埋深。
        3.支护技术在松山湖材料实验室项目的运用
        3.1工程概况
        拟建场地位于东莞市大朗镇屏山村,中子源路东南侧。共九处山体需进行支护。现状边坡已基本开挖成形,均为人工新近开挖形成的土质边坡,拟加固边坡总长度约1500m,现状边坡坡度约30~75°,边坡最大高度为26.2m。离坡脚最近2米处有宿舍楼,潜在经济损失小于5000万元,威胁人数小于500人,按照《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218-2006),边坡地质灾害危害对象等级为三级。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219-2006)防治工程分级,边坡地质灾害防治工程分级为二级。按照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)分级标准,边坡安全等级为二级。有效使用期限为50年。
        3.2工程勘察
        由于本项目为EPC项目,勘察、设计、采购、施工等一系列工作均由承建单位中建八局来完成,不仅在前期工程勘察工作中,中建八局能够系统性和针对性的对本项目所处区域的地址、水文条件进行详尽勘察,还能够通过勘察结果设计出适用性和经济性都较好的支护方案,通过项目全生命周期的管理工作,本项目规避了前文中所提到的支护工程风险中的勘察风险,也规避了设计风险。
        1.场地周边环境:
        办公楼、1号、2号、3号宿舍楼的两侧山体间为办公楼、1号、2号、3号宿舍楼,山体部分在此四栋单体下方,部分在侧面,侧面山体离建筑物约2~5米;9~14号专家宿舍楼后面山体跟宿舍楼约2.5米。
        2.工程地质条件:
        经勘探,按地层成因类别和岩土性质,场区内地层自上而下分为:第四系人工堆积层(Qml)、第四系坡积层(Qdl)、第四系残积层(Qel)及震旦系(Z)基岩四大单元。
        3.水文地质条件
        据钻探揭露,场地内地下水按其埋藏条件和含水介质特征含水层主要为包气带上层滞水、第四系孔隙水和基岩裂隙水;
        钻孔施工期间仅在BP27~BP31、BP39、BP45、BP52~BP56孔见初见水位,其中测得初见水位埋深介于2.50~5.50m,平均4.17m,其余地势较高地段钻孔未见初见水位,钻孔施工结束后,统一测得场区混合稳定水位埋深在5.00~23.10m之间,平均10.76m,稳定水位标高介于31.67~52.07m,平均40.72m。
        本次勘察未设置长期水位观测孔,勘察期间短期内测得的钻孔稳定水位并非实际的最高水位,据调查,1个水文年内随季节变化水位变幅为丰水期上升约1.00m,枯水期下降约1.00m。部分柱状图(缩略)如下:
       
        3.3边坡支护设计
        根据拟建场地周边环境以及地质勘察的土质情况,在满足边坡安全的前提下,做到经济和便于施工,经与其它支护型式相比较,采用格构锚杆和重力式挡土墙支护形式。共分为30个剖面。
        支护型式概述:
        采用格构锚杆支护形式,边坡底加设抗滑桩。局部采用重力式挡土墙支护形式。具体支护范围及支护方式见《边坡支护平面布置图》、各《边坡支护剖面图》。部分缩略图如下:
       
        边坡支护平面布置图(部分)
       
        边坡支护剖面图(部分)
        结语
        边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要有滑坡、滑塌和剥落等,若边坡发生破坏将严重危害人类的人身 安全和财产安全。本文以《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013为基础,以松山湖材料实验室项目为案例,介绍了几种常见的边坡技术及综合运用,同时也凸显了工程总承包这一模式的先进性,供读者参考。随着科学技术的发展,边坡加固技术将会得到进一步的发展,并逐渐走向完善。
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