浅谈某宗祠边坡支护中锚拉式桩板墙设计

(整期优先)网络出版时间:2024-01-04
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浅谈某宗祠边坡支护中锚拉式桩板墙设计

管亮亮

广东省粤东地质工程勘察有限公司

摘要:某宗祠20.5m高锚拉桩板墙挡防护工程为例,从方案结构组成、技术可行性、稳定性及经济性等几个方面阐述该技术在边坡支护工程中的适用性

关键词:岩土工程、锚拉桩板墙、高边坡

引言

锚拉桩板墙主要由抗滑桩、桩前挡板以及锚索组成,其中抗滑桩为挡土体系,锚索为支撑体系。锚拉桩板墙是一种先进的结构加固技术,广泛应用于桥梁、隧道、建筑等领域。这种技术通过在岩土表面或内部设置锚索,将外部荷载传递到深处稳定的岩土层,从而增强结构的稳定性和承载能力。

以本项目为例,在确保结构安全和经济合理的前提下,对本项目锚拉桩板墙在某宗祠高边坡中的适用性进行了详细的探讨分析。

1工程概况

项目场地位于广东省惠州市仲恺区惠环街道,属低山丘陵地带,地形起伏较大,标高为19.09~55.10m。区域内出露地层主要为侏罗系泥质粉砂岩,场区内岩石节理裂隙稍发育,场地周边无河流,周边无地下管线及高压电线、电塔等。

表1  岩土体的基坑支护设计参数建议值表

时代

成因

层号

岩土名称

状态

承载力特征值

f ak

压缩(变形)

模量

Es(E0)

天然状态(工况二)

饱和状态(工况三)

重度γ

粘聚力Ck

内摩擦角φk

重度γsat

粘聚力Ck

内摩擦角φk

(kPa)

(MPa)

kN/m3

(kPa)

(°)

kN/m3

(kPa)

(°)

Q4ml

素填土

松散

80

3.5

17.5

10.0

10.0

18.0*

8.0*

8.0*

J

②-1

泥质粉砂岩

全风化

300

(90)

20.0*

22.0

28.0

20.5*

17.6*

22.4*

②-2

强风化

600

(150)

20.5*

30.0*

30.0*

21.0*

24.0*

24.0*

②-3

中风化

1200

/

21.0*

40.0*

40.0*

21.5*

35.0*

35.0*

根据场地总体设计,场地位于山体下部,部分是通过开挖山体而成,从而形成三面人工边坡,各边坡长度不等,方向不同,坡高约为10~20.50m,根据边坡坡顶已开挖揭露的岩层,测得边坡顶部大体的产状为290°∠20°以及测得一组纵向的剪节理340°∠85°,由于坡面高陡,坡面岩土体组成为强风化及中风化泥质粉砂岩为主。

图1 宗祠边坡支护平面图

2边坡方案设计

2.1边坡设计

对于该边坡,边坡岩体类型属Ⅳ类 。根据挖方边坡坡体岩性、岩体节理裂隙发育程度、坡高、风化程度及场地用地限制等因素,本工程采取锚拉式桩板墙及放坡+锚索格构梁进行支护。从上往下分级放坡,每级高约10m,边坡坡率为0.50~1.00,每级坡中间设置1.5m宽平台。

2.2边坡排水设计

在边坡坡顶、坡脚分别设置截水沟、排水沟、跌水沟,汇水接入场地排水系统排泄。

3宗祠边坡支护方案具体设计及分析

3.1高边坡方案具体设计

对于场地高边坡,本项目设计思路首先保证边坡支档结构的安全稳定性,其次考虑场地用地范围限制,再从成本控制方面考虑,经过综合考虑分析后,采用锚拉式桩板墙结合放坡锚索框架梁方案。

根据设计规划,该边坡支护最高约20.5m,为岩土混合质边坡。因场地红线及对上部山体边坡自然山体保护原因,边坡放坡空间受限,为消除边坡可能发生失稳,对坡脚建筑及人员产生的威胁,故对边坡采取下侧设置锚拉锚拉式桩板挡墙进行支护,上侧边坡进行1:1.00放坡及锚杆(索)框架梁进行支护。边坡主要为岩土层为强风化泥质粉砂岩及中风化泥质粉砂岩,边坡安全等级为一级。坡脚、平台设置排水沟,坡顶设置截水沟。边坡坡顶至平台设置跌水沟。

图2 高边坡支护设计图

3.2稳定性分析

预应力锚拉式桩板墙是用于高边坡的一种新型结构。设计原理是墙面桩通过拉索、锚具与锚定(索)桩相连,施加预应力,将墙面桩、地基及锚索视为一体,承受墙后土体压力。经过理正岩土7.0软件计算,方案整体稳定性及位移、沉降变形结果能满足规范安全系数要求。

3.3技术可行性分析

场地山体较为高陡,且场地可利用的红线放坡空间有限,边坡支护高度较高,且坡脚2m外为宗祠,场地限制条件大,边坡为挖方边坡,且根据场地空间,垂直支护段高度为12m,采用重力式挡墙(需较大的施工空间)、扶壁式挡墙(需大的施工空间)等措施无法满足边坡的施工空间要求以及安全稳定性要求,故采用锚拉桩板式挡墙进行施工。

3.4经济适用性分析

根据技术可行性及稳定性分析,场地空间有限,边坡支护高度较高,,根据场地红线以及边坡地质条件,边坡支护可采取的支护方案为锚拉式桩板墙、大直径抗滑桩等。抗滑桩施工需采取人工挖孔桩,边坡为岩土混合质边坡,中风化泥质粉砂岩节理裂隙较发育,人工挖孔桩施工安全隐患较大,且施工时间长,造价高,施工难度大;从经济适用性上分析,采取锚拉式桩板墙,施工难度较低,造价相对较低,十分契合场地施工。

结束语

综上所述,桩板墙作为一种有效的边坡支护的措施,已被广泛应用于工程实践中。而预应力锚索作为一种提高桩板墙承载力和稳定性的技术,也得到了广泛关注。近年来,随着技术的发展和进步,锚拉式桩板墙技术已逐渐成为一种成熟的边坡支护的方法。

参考文献

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