發(fā)布時(shí)間：2022-04-27 07:32:47
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的邊坡支護(hù)技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵字】土釘支護(hù)技術(shù)，深基坑，應(yīng)用研究
一、前言
現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的高層建筑中土釘支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的很廣泛，也是高層建筑的施工重點(diǎn)。很多的建筑工程由于土釘支護(hù)技術(shù)的失誤，結(jié)果造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也是建筑工程的工期延誤。所以，在建筑工程中，我們應(yīng)當(dāng)確保深基坑的安全性和質(zhì)量，這就需要我們采用土釘支護(hù)技術(shù)進(jìn)行深基坑的施工。土釘支護(hù)技術(shù)的造價(jià)較低，施工方法簡(jiǎn)便，同時(shí)工期較短。本文主要通過對(duì)土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑中的設(shè)計(jì)、施工以及檢測(cè)和在雨季中的處理對(duì)策等內(nèi)容進(jìn)行分析，從而保證建筑工程的質(zhì)量和安全。
二、工程概況
筆者所在公司負(fù)責(zé)某市的一座綜合樓，該樓的建筑面積是9.5萬平方米。全部采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，該樓有22層，并且有地下室，基坑開挖的深度為9米。通過地質(zhì)勘查報(bào)告可以知道，影響場(chǎng)地基坑支護(hù)影響的巖層包括填土層、粉土、黏土、粉砂等。粘土沒有鉆穿，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)有兩層地下水，第一層地下水的深度是2到12米，第二層地下水的深度為14米。深基坑?xùn)|臨城市主干道，西側(cè)是住宅區(qū)，北側(cè)是一賓館。
三、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案
通過現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘查情況，同時(shí)還考慮到工程的安全、經(jīng)濟(jì)以及周邊情況等因素，對(duì)于該工程，我們可以采用土釘支護(hù)技術(shù)和護(hù)壁樁兩種施工方案。同時(shí)通過地質(zhì)勘查報(bào)告，可知，該場(chǎng)地地下水位較高，因此實(shí)際開挖地下3米左右就可以見到地下水。。
1．基坑降水
為了使地下室能夠干燥作業(yè)，我們使用12口徑的管井進(jìn)行抽水，將降水井安置在距離開挖線1米處，考慮到可能將地下水降到基底一下1米處，因此要在基坑周圍布置82口管井，每口管井的距離為八米，在基坑內(nèi)部布置滲井。降水井的深度為13米左右，將管底封死，同時(shí)在管外填上濾料。
2．土釘支護(hù)
由于地下結(jié)構(gòu)施工對(duì)空間的要求，因此基坑側(cè)壁和地下結(jié)構(gòu)外墻之間的水槽為0．8米，同時(shí)土釘墻的高度應(yīng)該為12米，土釘墻的坡度大約為1：0.2，同時(shí)還布置8排土釘。使用20HRB335型號(hào)的鋼筋，保持水平間距在1.5米。土釘?shù)拈L(zhǎng)度為5米到九米，孔徑是110毫米，排拒是1.5米。同時(shí)在第二排要采用預(yù)應(yīng)力錨桿，長(zhǎng)度為15米。
四、土釘支護(hù)施工技術(shù)
1．土釘支護(hù)工藝原理
土釘支護(hù)技術(shù)就是在依次開挖基坑土方而形成的坑壁中，通過采用機(jī)械進(jìn)行鉆孔，從而將土釘放到孔內(nèi)，然后向孔內(nèi)注入混凝土，然后在掛上鋼筋網(wǎng)，最后噴射混凝土面層結(jié)構(gòu)，這樣就使其形成共同支撐的結(jié)構(gòu)體系，經(jīng)過這樣的施工，一直到擋墻支護(hù)完全。
2．工藝流程
首先是基坑降水施工，接著是土方開挖至土釘標(biāo)高下50cm，然后是土釘成孔，接著是桿體支放，接著注漿，接著坡面修正，接著鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后噴射混凝土，然后重復(fù)工序至基坑底，最后基底排水溝。
3.基底施工
對(duì)于土釘墻的施工，必須要根據(jù)開挖來進(jìn)行，對(duì)于基坑的邊坡一般應(yīng)該按照分層分段開挖的原則進(jìn)行開挖，采用中心島的開挖方法，也就是說，首先將基坑沿線挖出10米左右寬度的護(hù)坡作業(yè)平面。將土方開挖到土釘標(biāo)高一下0.5米處，同時(shí)采用機(jī)械成空方式，孔徑大約為110ram，同時(shí)還要控制好空的深度、孔徑以及傾角。在成孔以后，要迅速的向孔內(nèi)插放鋼筋，同時(shí)進(jìn)行注漿。土釘桿體的水灰比為0.5，用普通硅酸鹽水泥漿進(jìn)行注漿。在第一次注漿完成后兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，進(jìn)行第二次注漿，同時(shí)要將孔口進(jìn)行封堵。對(duì)于噴射砼施工，我們分段進(jìn)行在統(tǒng)一分段內(nèi)，噴射的順序?yàn)樽韵露稀?/p>
五、施工監(jiān)測(cè)
1．地下水位監(jiān)測(cè)
從6月21日項(xiàng)目開工到7月17日，對(duì)降水井施工完畢并進(jìn)行連續(xù)的抽水后，必須要保持水位在十米左右，可以達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)。
2．基坑位移監(jiān)測(cè)
在進(jìn)行土方開挖之前，要對(duì)基坑坡頂?shù)乃轿灰埔约俺两滴灰七M(jìn)行測(cè)定，得到原始值。水平位移很沉降位移的監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿著基坑坡頂?shù)淖儸F(xiàn)布置，距離為三十米。在進(jìn)行土方開挖時(shí)，要每天檢測(cè)一次。將沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在深基坑開挖可能影響范圍內(nèi)的市政道路上。對(duì)于水平位移，我們采用視準(zhǔn)線法，就是說在需要進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)的基坑槽壁上布置一條視準(zhǔn)線，并且在改線兩端深基坑可能影響的范圍內(nèi)設(shè)置兩點(diǎn)A、B，將他們作為監(jiān)測(cè)的主站點(diǎn)和后視點(diǎn)。接著就沿著改線在槽壁上設(shè)置幾個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，就可以直接在讀數(shù)尺上讀出位移。
六、雨季中出現(xiàn)的危機(jī)情況和處理措施分析
7到8月間，該地區(qū)就進(jìn)入了雨季，雨季給深基坑施工帶來了很多的不便和影響，同時(shí)伴隨著暴雨的來臨，邊坡支護(hù)的安全就面臨很大的挑戰(zhàn)。
1．危機(jī)情況的出現(xiàn)
在基坑的邊坡錨釘和面層噴射混凝土施工完以后，在坑壁的局部就出現(xiàn)了一些出水點(diǎn)，同時(shí)在基坑西側(cè)的邊坡坑壁上，出水點(diǎn)有不斷加大并進(jìn)而形成涌水或者是涌砂的現(xiàn)象。同時(shí)在西側(cè)的土體局部的變形變大，有些觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的水平位移達(dá)到75ram，沉降位移達(dá)到90mm。在基坑的北側(cè)和東側(cè)的情況要好一些。通過我們的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，土方開挖到預(yù)先設(shè)計(jì)的深度，基坑邊坡的水平位移相對(duì)比較穩(wěn)定。
2．處理措施
對(duì)于坑壁局部滲水，在基槽四壁增加灌水孔，孔深0.6m，高度距槽底0.8m，間距2m。在護(hù)壁中插入周邊帶孔眼的包網(wǎng)塑科排水管，把局部滲水通過暗埋在土釘坡內(nèi)的塑料排水管引入基坑周圍排水溝及集水坑中。利用水泵及時(shí)抽排，加快邊坡粉土層排水固結(jié)。
基坑?xùn)|（3—1）軸到（3—7）軸采取分級(jí)支護(hù)．首先把高2.5m．寬4.0m的土卸除。在-7.0m位置增加一排預(yù)應(yīng)力錨桿，高度16m。
按上述措施進(jìn)行施工和危機(jī)加固處理后，對(duì)整個(gè)基坑及鄰近建筑物的位移進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)。各觀測(cè)點(diǎn)均處于穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)對(duì)基坑開挖后，地面裂縫的開展情況進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，各觀測(cè)點(diǎn)的裂縫均處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3．情況分析
通過現(xiàn)場(chǎng)的勘查，基坑西、北兩側(cè)場(chǎng)地條件較好，全部進(jìn)行了硬化處理．通過對(duì)承平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，開挖到設(shè)計(jì)深度，基坑坡頂水平位移在10mm以內(nèi)，變形穩(wěn)定。說明水源遠(yuǎn)近是影響基坑穩(wěn)定的主要因素，地表水滲入土體造成坡體土層的力學(xué)性能指標(biāo)嚴(yán)重下降和坡體水壓力增加。
七．結(jié)束語
土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)于深基坑施工具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]張晁 鄭俊杰 辛凱 土釘支護(hù)技術(shù)在軟土基坑中的應(yīng)用?。ū灰谩?8 次） [期刊論文] 《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2002年6期
[2]陳東 黃博 劉興旺 曹國(guó)強(qiáng) 土釘墻支護(hù)技術(shù)在杭州某深基坑工程中的應(yīng)用?。ū灰谩? 次） [期刊論文] 《巖土工程學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2006年z1期
[3]孫麗梅 張玉敏 高明濤 鞍山東方大廈深基坑土釘支護(hù)技術(shù)?。ū灰谩?3 次） [期刊論文] 《探礦工程-巖土鉆掘工程》 ISTIC -2007年2期
[4]楊文俠 王松泉 朱彥鵬 土釘支護(hù)技術(shù)在黃土地區(qū)深基坑支護(hù)中的應(yīng)用 （被引用 11 次） [期刊論文] 《甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)》 ISTIC -2003年4期
[5]趙乃志 劉丹 張敏江 姚靜 復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用?。ū灰谩? 次） [期刊論文] 《沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》 ISTIC PKU -2007年3期
[6]吳忠誠(chéng) 湯連生 廖志強(qiáng) 劉曉綱 顏波 深基坑復(fù)合土釘墻支護(hù)FLAC-3D模擬及大型現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試研究?。ū灰谩?0 次） [期刊論文] 《巖土工程學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2006年z1期
關(guān)鍵詞：土木工程；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用；分析；現(xiàn)階段
前言
深基坑支護(hù)技術(shù)措施，是現(xiàn)階段我國(guó)范圍之內(nèi)投入建設(shè)的隧道工程項(xiàng)目抑或是高層建筑工程項(xiàng)目等危險(xiǎn)性比較強(qiáng)的工程項(xiàng)目施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中得到應(yīng)用的一種技術(shù)措施，深基坑支護(hù)技術(shù)措施實(shí)際應(yīng)用的過程中，是可以在某些層面上讓工程項(xiàng)目整體性質(zhì)量以及安全性水平得到一定程度的提升，但是深基坑支護(hù)技術(shù)措施并不是全面的，其本身具備一定的特征，因此并不是在所有工程項(xiàng)目當(dāng)中都可以展現(xiàn)出來比較強(qiáng)的適用性，針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)土木工程施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中應(yīng)用到的深基坑支護(hù)技術(shù)措施展開研究分析，可以在對(duì)不同類型的技術(shù)模式以及結(jié)構(gòu)模式加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，展開各項(xiàng)施工相關(guān)工作，因此也是可以在我國(guó)土木工程領(lǐng)域中得到較為廣泛的應(yīng)用。
1.針對(duì)邊坡支護(hù)技術(shù)措施的意義展開研究分析
邊坡支護(hù)技術(shù)措施實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以將各項(xiàng)不利因素對(duì)土木工程施工相關(guān)工作造成的影響控制在既定的范圍之內(nèi)，比方說土木工程施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況不是十分的理想，那么各項(xiàng)施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中，有可能出現(xiàn)地面塌陷這樣的問題，除此之外也會(huì)使得土木工程施工單位承擔(dān)一定的經(jīng)濟(jì)損失問題，與此同時(shí)某些突發(fā)性問題，比方說降雨量的急劇提升會(huì)使得施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的河流水文大幅度提升，各種類型的不可抗性自然災(zāi)害都會(huì)對(duì)土木工程整體進(jìn)度以及工程項(xiàng)目整體性質(zhì)量造成一定程度的影響，但是科學(xué)合理的應(yīng)用邊坡支護(hù)技術(shù)措施的話，可以將這些因素造成的影響控制在可以接受的范圍之內(nèi)，最終也就可以使得土木工程進(jìn)度以及土木工程整體性質(zhì)量水平得到應(yīng)有的保障。針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)土木工程領(lǐng)域當(dāng)中，邊坡支護(hù)技術(shù)措施的實(shí)際應(yīng)用情況展開研究分析工作，在邊坡支護(hù)技術(shù)更新?lián)Q代的過程中，可以使得我國(guó)土木工程不斷提出的嶄新需求得到滿足，在現(xiàn)階段我國(guó)土木工程項(xiàng)目施工階段當(dāng)中，針對(duì)各項(xiàng)技術(shù)措施提出了嶄新的要求，自然邊坡支護(hù)技術(shù)措施也應(yīng)當(dāng)?shù)玫絻?yōu)化調(diào)整，才可以對(duì)土木工程施工相關(guān)工作的安全性及穩(wěn)定性做出應(yīng)有的保證，并將工程進(jìn)度及質(zhì)量控制在一定水平之上，在上文中提及到的背景之下，土木工程項(xiàng)目部領(lǐng)域中的各個(gè)工作人員應(yīng)當(dāng)將邊坡支護(hù)技術(shù)措施放置在一個(gè)較為重要的地位之上，以便于可以使得施工相關(guān)工作的可靠性水平得到一定程度的提升。
2.針對(duì)邊批支護(hù)技術(shù)措施在土木工程領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用情況展開研究分析
應(yīng)當(dāng)將注漿比例科學(xué)合理性放置在較為重要的地位之上，在漿液灌注工作進(jìn)行的過程中往往都應(yīng)當(dāng)應(yīng)用重力灌注措施，并依據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際需求適當(dāng)?shù)拈_展補(bǔ)充漿液操作；與此同時(shí)也應(yīng)當(dāng)將基坑領(lǐng)域中的各項(xiàng)工作妥善的完成，在基坑開挖工作進(jìn)行的過程中應(yīng)當(dāng)施行較為嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，科學(xué)合理的展開分區(qū)工作以便于可以對(duì)保護(hù)工作的效果做出保證，以免因?yàn)殚L(zhǎng)距離基坑開挖工作進(jìn)行的過程中，出現(xiàn)操作失誤而引發(fā)加我誒嚴(yán)重的地表塌陷問題；最終在后續(xù)各項(xiàng)工作進(jìn)行的過程中，應(yīng)當(dāng)將監(jiān)測(cè)工作力度提升到一定的水平之上，以便于可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)安全隱患，并在對(duì)有效性比較強(qiáng)的措施加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，使得問題得到有效的解決。
3.結(jié)語
總而言之，深基坑支護(hù)技術(shù)措施自從在我國(guó)建筑工程行業(yè)中得到應(yīng)用以來，就取得了比較好的應(yīng)用效果，因此會(huì)在我國(guó)建筑工程行業(yè)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中起到一定程度的促進(jìn)性作用，因此在深基坑支護(hù)技術(shù)措施實(shí)際應(yīng)用的過程中，各項(xiàng)保障性措施應(yīng)當(dāng)妥善的完成，以便于可以對(duì)各個(gè)層面相關(guān)問題出現(xiàn)的幾率形成有效的控制，即便是深基坑支護(hù)技術(shù)措施在發(fā)展的過程中逐漸變得較為完善，但是仍然存在一些有待改進(jìn)的地方，在我國(guó)深基坑支護(hù)技術(shù)措施不斷的改進(jìn)以及更新的過程中，未來肯定可以在土木工程領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮出來更為重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]姜文鵬.深基坑支護(hù)施工技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用分析[A].旭日華夏(北京)國(guó)際科學(xué)技術(shù)研究院.首屆國(guó)際信息化建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（一）[C]，旭日華夏(北京)國(guó)際科學(xué)技術(shù)研究院:，2016:2.
[2]覃俊甲.邊坡支護(hù)技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析[A].旭日華夏(北京)國(guó)際科學(xué)技術(shù)研究院.首屆國(guó)際信息化建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（一）[C]，旭日華夏(北京)國(guó)際科學(xué)技術(shù)研究院，2016:1.
關(guān)鍵詞：錨桿；支護(hù)機(jī)理；隧道工程
中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 引言
隧道支護(hù)理論經(jīng)歷了古典壓力理論階段、松散體理論階段和現(xiàn)在的支護(hù)與圍巖共同作用理論階段。支護(hù)與圍巖共同作用理論認(rèn)為圍巖與支護(hù)同為承載結(jié)構(gòu)，前者是主體，后者是輔助，兩者互不可缺。為了使得隧道施工設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理，同時(shí)節(jié)省工程造價(jià)，因此在隧道支護(hù)中應(yīng)當(dāng)在保證不出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)的前提下最大限度發(fā)揮其自身的承載力。錨桿作為一種柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，能與圍巖同步變形，使其在隧道支護(hù)工程中被廣泛使用。
錨桿技術(shù)由國(guó)外發(fā)明，最初用于礦山巷道支護(hù)加固。19世紀(jì)末20世紀(jì)初英國(guó)、美國(guó)率先使用錨桿對(duì)礦山邊坡進(jìn)行加固，錨桿由此得到關(guān)注。20世紀(jì)50年代到70年代，德國(guó)、捷克斯洛伐克、英國(guó)、美國(guó)將錨桿運(yùn)用于基坑開挖支護(hù)，從此錨桿被各國(guó)廣泛應(yīng)用邊坡穩(wěn)定的維護(hù)。相比于國(guó)外，雖然我國(guó)錨桿技術(shù)的發(fā)展起步較晚，但經(jīng)過近幾十年引進(jìn)、吸收和消化國(guó)外錨桿技術(shù)，并通過與工程實(shí)踐相結(jié)合，我國(guó)錨桿技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本文通過對(duì)錨桿分類和錨桿支護(hù)機(jī)理發(fā)展的闡述以及錨桿支護(hù)機(jī)理不足之處的指出，以期為相關(guān)研究人員提供些許參考。
2錨桿分類
錨桿是一個(gè)抗拉強(qiáng)度高于巖土體的桿體，依靠與周圍巖土體緊密接觸所形成的摩阻力形成對(duì)巖土體徑向方向上的約束。
錨桿有多種分類依據(jù)：
（1）錨固長(zhǎng)度：全長(zhǎng)錨固型和端頭錨固型。
（2）錨固方式：機(jī)械型、黏結(jié)型和混合型。
（3）是否施加預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿。
（4）受力狀態(tài)：拉力型錨桿和壓力型錨桿。
3錨桿支護(hù)機(jī)理的發(fā)展
20世紀(jì)40年代以來，各國(guó)研究人員對(duì)錨桿支護(hù)機(jī)理進(jìn)行了大量理論研究，并在工程中檢驗(yàn)、推動(dòng)和完善理論，取得了諸多研究成果。下面對(duì)錨桿的支護(hù)機(jī)理加以綜述：
（1）懸吊理論：該理論由Louis A.Panek于1952～1962年間提出，他認(rèn)為通過錨桿能夠直接將不穩(wěn)定巖石懸吊在上部堅(jiān)硬巖層。
（2）組合梁理論：該理論由Jacobio于1952年提出，其實(shí)質(zhì)是利用錨桿將巖層釘在一起，增大巖層之間的摩擦力，防止其滑移和坍塌。
（3）減跨理論：將錨桿打入隧道周邊圍巖中，相當(dāng)于在圍巖中增加了支點(diǎn)，從而使得隧道圍巖跨度減小，提高了圍巖的穩(wěn)定性。
（4）整體加固理論：通過大量錨桿的布設(shè)，將隧道周邊松散圍巖錨固在內(nèi)部穩(wěn)定圍巖上，使得松散圍巖和穩(wěn)定圍巖形成一個(gè)整體，增大了隧道圍巖的整體穩(wěn)定性。
4錨桿支護(hù)機(jī)理的不足
雖然錨桿已應(yīng)用與工程近一個(gè)世紀(jì)，但是在錨桿支護(hù)機(jī)理方面仍存在以下不足：
（1）錨桿橫向效應(yīng)：通過錨桿支護(hù)機(jī)理的發(fā)展不難得出，各國(guó)研究人員對(duì)錨桿的研究重心都集中于錨桿軸向效應(yīng)，對(duì)其橫向效應(yīng)關(guān)注度不夠；
（2） 設(shè)計(jì)理論研究尚不清楚：由于隧道圍巖的復(fù)雜性和多樣性等客觀條件，使得目前錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法存在這樣或那樣的不足，造成目前錨桿支護(hù)工程中，多采用工程類比法或半理論、半經(jīng)驗(yàn)法，無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)施工；
（3）錨桿荷載傳遞機(jī)理尚無定論：錨桿、灌漿體和孔壁三者之間存在復(fù)雜的化學(xué)作用，任意兩者之間出現(xiàn)一定相對(duì)位移，錨桿支護(hù)則會(huì)失效。
5結(jié)語
近年來，高速公路逐步向西推進(jìn)，期間伴隨著大量隧道的修建，而隧道的修建離不開錨桿支護(hù)，故相關(guān)研究人員應(yīng)抓住這一歷史機(jī)遇，將理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，爭(zhēng)取取得更高水平研究成果，為錨桿支護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)施工提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1] 楊為民. 錨桿對(duì)斷續(xù)節(jié)理巖體的加固作用機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 山東： 山東大學(xué)博士學(xué)位論文， 2009.
[2] 楊松林. 錨桿抗拔機(jī)理及其在節(jié)理巖體中的加固作用[D]. 武漢: 武漢大學(xué)博士學(xué)位論文, 2001.
[3] 孫靜. 錨桿在節(jié)理巖體中的加固作用機(jī)理和錨固效應(yīng)分析及應(yīng)用[D]. 湖北： 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所， 2003
論文摘要：文章以具體基坑工程為例，簡(jiǎn)要介紹了如何通過基坑開挖檢測(cè)反饋的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的全過程；闡明基坑開挖工程實(shí)施信息化施工的重要性，提出了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中需要注意的若干問題。
基坑支護(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類比性時(shí)，根據(jù)施工中反饋的信息和監(jiān)控資料不斷完善原設(shè)計(jì)方案的一種設(shè)計(jì)方法?；又ёo(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)也就是全面實(shí)行信息化施工，通過建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)，不斷地將現(xiàn)場(chǎng)施工信息、地下水及地質(zhì)變化情況反饋到設(shè)計(jì)單位，調(diào)整完善設(shè)計(jì)，有利于控制施工安全。這一設(shè)計(jì)方法客觀求實(shí)、準(zhǔn)確安全，適合于基坑開挖支護(hù)、邊坡治理等巖土工程施工?，F(xiàn)以鄭州市某基坑設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)要地介紹動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法。
l工程概況
擬建某工程場(chǎng)地位于鄭州市政七街與緯五路交叉東北角。地下2層，呈矩形，總占地面積340om，基坑開挖深度8．9m，基坑周邊建筑物及管線密集，其中南、西、北三側(cè)通信電纜管線距基坑約1．5m；西側(cè)上水管道距基坑約0．3m，山河賓館配樓距基坑約7．0m；南側(cè)污水管道距基坑約5．0m，北側(cè)辦公樓踏步距基坑約1．5m(圖1)。
2場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件
擬建場(chǎng)地原為拆遷場(chǎng)地，地形相對(duì)平坦，所在地貌單元為黃河沖積泛濫平原。場(chǎng)地內(nèi)深度0．7～1．8m以內(nèi)為雜填土；約14m以內(nèi)為第四系晚更新統(tǒng)(沖積形成的)地層，以粉土、粉質(zhì)粘土為主。與支護(hù)有關(guān)的各土層計(jì)算參數(shù)取值見表1。
場(chǎng)地地下水屬潛水，水位埋深在地表下3．0m左右。近3～5年來地下水位最高2．0m，歷史最高水位為1．0m，主要受大氣降水補(bǔ)給。
3原基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)情況、開挖深度及基坑周邊環(huán)境特點(diǎn)，基坑采用噴錨支護(hù)形式，考慮到局部土層粘粒含量大、含水量高，先打一排48花管并注漿后再開挖，典型(基坑西坡)剖面見圖2。
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性采用《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120—99)及《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96：97)中規(guī)定的方法綜合計(jì)算分析，其中地面荷載為15kPa。支護(hù)斷面整體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果在1．321～1．803(安全系數(shù))間，滿足規(guī)范的要求。
4施工期監(jiān)測(cè)
基坑周邊管線、建筑物密集，所以在基坑開挖施工過程中，必須嚴(yán)格控制位移，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)土體的過大位移影響周邊管道及建筑物的正常狀態(tài)。針對(duì)該基坑工程的上述實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)在基坑周邊及臨近建筑物共設(shè)34個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，并沿基坑周邊均勻設(shè)置12個(gè)水平位移測(cè)點(diǎn)(見圖1)?；又ёo(hù)于2006年11月13日開工，2007年1月16日支護(hù)完工，工程于2007年9月10日竣工通過驗(yàn)收。開挖施工過程中，基坑周邊位移測(cè)點(diǎn)的水平位移量為5．0～82．4mm，基坑坡頂?shù)睦塾?jì)沉降量為28．7～118．5mm(表2)；周邊建筑物的沉降均不大，最大值為24．1mm。
根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，西坡的B5點(diǎn)和東坡的BIO點(diǎn)位移較大，分別為82．4nln和41．9mm?；?xùn)|側(cè)B10點(diǎn)位移過大主要是基坑開挖過程中從東坡過土方清運(yùn)重車，基坑開挖快結(jié)束時(shí)，挖掘機(jī)也從此處來回通行，對(duì)此點(diǎn)沉降及位移影響均較大，所以測(cè)量結(jié)果也有些失真；基坑西坡B5點(diǎn)(曲線見圖3)較真實(shí)地反應(yīng)了施工工況：2006年11月23日，基坑開挖至4．0m左右，與南側(cè)城市污水主管道連通的西側(cè)廢棄管道被沖開，大量水灌入基坑，浸泡西側(cè)邊坡，B5點(diǎn)位移由7mm增至35mm，沉降量由10mm增至40mm；在西坡開挖第五層土及施工第五排錨桿時(shí)，由于出現(xiàn)不明管道漏水，使該側(cè)土層含水量迅速增大，開挖面出現(xiàn)了蠕變、側(cè)鼓現(xiàn)象，B5測(cè)點(diǎn)的水平位移由37mm突增至80mm，沉降量由40mm增至110mm，均超過最大預(yù)警值。
5動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程
根據(jù)基坑周邊環(huán)境及場(chǎng)地土質(zhì)情況，按照《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202—2002)的規(guī)定，本基坑位移的最大預(yù)警值為5em。為確?；邮┕さ陌踩烷_挖順利進(jìn)行，在整個(gè)施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)施信息化施工。下面僅以該工程西坡支護(hù)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及施工信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的全過程：
(I)施工開始時(shí)，西坡原計(jì)劃拆除的上水管道無法拆除。設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將原邊坡斜率由1：0．2調(diào)整為1：0．15，48注漿花管間距由1m調(diào)整為0．8m，第一、二排土釘長(zhǎng)度由7m調(diào)整為9m。
(2)2006年11月23日出現(xiàn)灌水情況后，及時(shí)停止了西側(cè)施工，抽排坑內(nèi)明水，待基坑基本晾干后再進(jìn)行開挖。
(3)基坑開挖至第五層設(shè)計(jì)接收到監(jiān)測(cè)預(yù)警后，立即修改原支護(hù)設(shè)計(jì)，要求在開挖面分別直立和45。斜插補(bǔ)打兩排長(zhǎng)4．5m的48注漿花管做超前支護(hù)，并在第三四排、四五排間分別補(bǔ)打一排長(zhǎng)12m的土釘，以控制該區(qū)域基坑邊坡水平位移；開挖第六層時(shí)，含水量還較大，為避免出現(xiàn)側(cè)鼓，設(shè)計(jì)要求每次開挖深度減半，增加一排土釘。至地下室底板澆筑完成，該測(cè)點(diǎn)的水平位移量?jī)H增加2．4mm，沉降增加6．6mm，設(shè)計(jì)采用注漿花管超前支護(hù)及增設(shè)錨桿控制位移是及時(shí)的、準(zhǔn)確的，這兩項(xiàng)措施成功地控制住了開挖引起的邊坡水平位移。
(4)基坑開挖到第五層土后，現(xiàn)場(chǎng)反映西側(cè)實(shí)際地質(zhì)條件比地質(zhì)報(bào)告中所描述的要差，需要對(duì)該區(qū)進(jìn)行加固，即在開挖面處垂直和45。角向下打兩排48注漿花管，長(zhǎng)度為4．5m。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在整個(gè)施工期中根據(jù)實(shí)際情況不斷地調(diào)整原設(shè)計(jì)剖面，施工完成的西坡支護(hù)剖面詳見圖4。
6基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
通過全面參與基坑設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)工作，認(rèn)為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意如下事項(xiàng)：
(1)詳細(xì)調(diào)查了解基坑周邊環(huán)境，包括基坑周邊管線及建筑物。近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市建設(shè)水平普遍提高，許多新建建筑物都設(shè)有地下室，在基坑設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮采用支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)鄰近管線及
建筑物的影響。比如，基坑支護(hù)采用錨桿，錨桿可能會(huì)打到鄰近地下室側(cè)壁，必須根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整錨桿角度及長(zhǎng)度。另外基坑原場(chǎng)地遺留的混凝土結(jié)構(gòu)也可能對(duì)施工造成影響。
(2)主體結(jié)構(gòu)施工場(chǎng)地布置，如出土及運(yùn)輸線路、材料堆場(chǎng)設(shè)置及塔吊位置等，這些均造成基坑局部地面荷載較大，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行局部加強(qiáng)，控制該處地面沉降、頂部水平位移。
(3)基坑支護(hù)土層中含水量較大時(shí)，開挖過程中有可能出現(xiàn)坡壁側(cè)鼓現(xiàn)象，且錨桿不易成孔，設(shè)計(jì)可以采用注漿花管進(jìn)行臨時(shí)開挖支護(hù)。注漿花管加固可以是水平、傾斜或豎直的。
(4)采用噴錨支護(hù)，當(dāng)基坑局部水平位移較大時(shí)，可以垂直向下補(bǔ)打注漿花管，并在上部已護(hù)好的坡壁上補(bǔ)打錨桿，以控制在隨后的開挖過程中水平位移的急劇發(fā)展。
(5)基坑采用噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，基坑頂水平位移量一般不易控制，在對(duì)位移有嚴(yán)格要求的區(qū)域可以采用樁錨相結(jié)合的支護(hù)形式。
關(guān)鍵詞：深基坑 支護(hù)工程 施工技術(shù)
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的速發(fā)展，城市在斷擴(kuò)大，為適應(yīng)社會(huì)需要，大量高層建筑和地下建筑建設(shè)工程興起，因此涉及到大量的基坑工程。由于施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊往往已有許多建筑或管道，為保持周邊設(shè)施的正常使用，需要進(jìn)行基坑支護(hù)工作?；臃€(wěn)定安全了，建筑基礎(chǔ)的質(zhì)量和安全才能得到保證。本文在探討深基坑支護(hù)施工的過程中，結(jié)合工程實(shí)際需要，重點(diǎn)圍繞支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的薄弱點(diǎn)，提出一些具有工程應(yīng)用價(jià)值的建議措施。
1 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段與施工階段的技術(shù)難題
工程地質(zhì)復(fù)雜多變，存在很多不確定性的因素。就當(dāng)前的技術(shù)難題，主要存在以下幾個(gè)技術(shù)難題：
（1）在計(jì)算實(shí)際土體壓力方面如何選擇一個(gè)適合的土體物理力參數(shù)；因?yàn)樵诤艽蟪潭壬?，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性能質(zhì)量程度受所能承受的土體壓力大小決定的。在基坑開挖后，粘聚力、含水率、內(nèi)摩擦角這三個(gè)重要參數(shù)，由于其具有可變性，進(jìn)一步增加準(zhǔn)確計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力的難度。此外，支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和施工工藝等因素，也影響土體物理力學(xué)參數(shù)的選擇。
（2）取樣分析方面，無法做到對(duì)基坑土體的取樣完全?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)必要步驟是在設(shè)計(jì)前對(duì)地基土層進(jìn)行取樣分析；但在本工程中地質(zhì)情況復(fù)雜，造成隨機(jī)取得的土層樣本無法做到準(zhǔn)確地反映土層的真實(shí)情況，進(jìn)而影響到支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不能完全符合基坑的實(shí)際地質(zhì)情況。
（3）無法做到全面考慮基坑開挖后的空間效應(yīng)，本工程和其它不少基抗開挖實(shí)例表明，基坑開挖還存在空間的問題，即基坑四周朝內(nèi)側(cè)發(fā)生水平位移，且往往表現(xiàn)為中間比兩邊大，這樣的現(xiàn)象容易造成基坑邊坡失穩(wěn)的質(zhì)量問題。
（4）理論計(jì)算受力的結(jié)果與實(shí)際受力情況存在不相符合的情況。在本工程基坑支護(hù)施工過程中，也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)當(dāng)下常見的工程共性問題，即設(shè)計(jì)人員按極限平衡理論來確定安全系數(shù)及設(shè)計(jì)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)，從理論的角度來看此類做法是絕對(duì)安全的，但從工程成本控制來看，支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本卻有所增加，而且不一定就能完成適應(yīng)工程；但根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若選擇規(guī)范中較小的安全系數(shù)來設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)，卻能達(dá)到實(shí)際工程的要求。
二、深基坑的支護(hù)工程的施工技術(shù)要點(diǎn)
平整施工場(chǎng)地之后，基坑開挖之前，需要進(jìn)行基坑支護(hù)工程。當(dāng)代的建筑往往占地面積大，場(chǎng)地狹小，建筑距離小，開挖基坑深，呈現(xiàn)出大型、緊密、復(fù)雜、深挖等特點(diǎn)，而這些都極易造成基坑支護(hù)工程的安全隱患?；又ёo(hù)工程的質(zhì)量對(duì)基坑開挖的施工進(jìn)度和效率有著直接影響，所以，基坑開挖的前一周，應(yīng)當(dāng)勘探地質(zhì)，了解施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，比如周圍的地下水流和地下管線，按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定，計(jì)算出各種必要的施工數(shù)據(jù)以及土方工程量，選擇適當(dāng)?shù)幕又ёo(hù)技術(shù)和安全合理的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。
相對(duì)于基槽和淺基坑來說，深基坑的支護(hù)有著更復(fù)雜謹(jǐn)慎的技術(shù)要求和更重要的施工作用。深基坑的支護(hù)關(guān)系著隨后的基坑開挖工程以及整體建筑工程的施工質(zhì)量，甚至還影響到工程鄰近的建筑物的安全問題。因此在深基坑支護(hù)的施工流程上，不能因?yàn)橹ёo(hù)是臨時(shí)工程就不加以重視，如果一旦發(fā)生事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡將更加難以估量。經(jīng)過多年實(shí)際實(shí)踐，技術(shù)人員和施工人員總結(jié)出以下幾種常用的深基坑支護(hù)方法：
1.型鋼樁橫擋板支護(hù)
擋土位置預(yù)先打入鋼軌、工字鋼或H型鋼樁，間距適宜在1m到1.5m之間，挖方的同時(shí)，將擋土板塞進(jìn)鋼樁之間擋土，擋土板的厚度適宜在3m到6m之間，并在橫向擋板與型鋼樁之間打入楔子，使橫板與土體緊密接觸。適用于地下水位較低，深度不很大的一般粘性或砂土層中應(yīng)用。
2.鋼板樁支護(hù)
這是在經(jīng)過精確的計(jì)算之后，在開挖基坑的周邊打入鋼板或者鋼筋混凝土板樁，板樁入土的深度和懸臂的長(zhǎng)度都應(yīng)該符合計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)。如果基坑的寬度足夠大，則盡量要加加水平支撐。這樣的基坑支護(hù)在地下水、深度和寬度都不是很大的粘性沙土層中使用較多。
3.灌注樁排樁支護(hù)
在開挖基坑的周圍，用鉆機(jī)鉆孔，現(xiàn)場(chǎng)灌注鋼筋混凝土樁，達(dá)到強(qiáng)度后，在基坑中間用機(jī)械或人工挖土，下挖lm左右裝上橫撐，在樁背面裝上拉桿與已設(shè)錨樁拉緊，然后繼續(xù)挖土要求深度。在樁間土方挖成外拱形，使之起土拱作用。
4.擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護(hù)
同擋土灌注樁支撐，但在樁頂不設(shè)錨樁錨桿，而是挖至一定深度，每隔一定距離向樁背面斜下方用錨桿鉆機(jī)打孔，安放鋼筋錨桿，用水泥壓力灌漿，達(dá)到強(qiáng)度后，安上橫撐，拉緊固定，在樁中間進(jìn)行挖土，直至設(shè)計(jì)深度。適用于大型較深基坑，施工期較長(zhǎng)，鄰近有高層建筑，不允許支護(hù)，鄰近地基不允許有任何下沉位移時(shí)采用。
5.雙層擋土灌注樁支護(hù)
將擋土灌注樁在平面布置上，由單排樁改成雙排樁，成對(duì)應(yīng)或梅花式的排列，樁數(shù)應(yīng)當(dāng)保持不變，雙排樁的樁徑適宜在400mm到600mm之間，排距適宜在雙排樁的樁徑1.5倍到3倍之間，在雙排樁頂部設(shè)圈梁使其成為整體鋼架結(jié)構(gòu)。
亦可在基坑每側(cè)中段設(shè)雙排樁，而在死角仍采用單排樁。采用雙排樁支護(hù)可使支護(hù)整體剛度增大，樁的內(nèi)力和水平位移減小，提高護(hù)坡的效果。適用于基坑較深，采用單排混凝土灌注樁擋土，強(qiáng)度和剛度都無法勝任時(shí)使用。
6.地下連續(xù)墻支護(hù)
在開挖的基坑周圍，先建造混凝土或鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，達(dá)到強(qiáng)度后，在墻中間用機(jī)械或人工挖土，直至要求深度。對(duì)跨度、深度很大時(shí)，可在內(nèi)部假設(shè)水平支撐及支柱適用于開挖較大、深度大于10米、有地下水、周圍有建筑物、公路的基坑，作為地下結(jié)構(gòu)外墻的一部分，或用于高層建筑的逆作法施工，作為地下室結(jié)構(gòu)的部分外墻。
7.土釘墻
土釘墻，是一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù)，它的擋土作用和上述的圍護(hù)墻都有所不同，它是起主動(dòng)嵌固的作用，大大增加邊坡的穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面能夠保持穩(wěn)定。施工的時(shí)候，每挖深1.5m左右，掛細(xì)鋼筋網(wǎng)，噴射細(xì)石混凝土面層厚適宜在50mm到100mm之間，然后再鉆孔插入鋼筋，長(zhǎng)度適宜在10m到15m之間，縱間距和橫間距適宜在1m到1.5m之間，加墊板，同時(shí)進(jìn)行灌漿，依次進(jìn)行直至坑底?；悠旅妫幸粋€(gè)比較陡的坡度。土釘墻適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)、三級(jí)的非軟質(zhì)土場(chǎng)地；基坑深度不宜大于12m。
三、 結(jié)語
綜上所述，超深基坑采用多種支護(hù)形式進(jìn)行組合，對(duì)節(jié)約支護(hù)成本起到了積極的作用。在整個(gè)施工控制過程中，要做到信息化施工控制，與監(jiān)測(cè)單位保持密切聯(lián)系，將設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等有序結(jié)合起來，并制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案與措施，使施工控制過程嚴(yán)密進(jìn)行，獲得良好的工程效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]周結(jié)儀 關(guān)于地鐵車站深基坑的論述[期刊論文]《廣東建材》 2012
[2] 孟凡運(yùn)，劉全峰.土釘墻在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J]探礦工程（巖土鉆掘工程）. 2008（05）
[3] 婁奕紅，俞三溥，王秉勇.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形動(dòng)態(tài)分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2003（03）
【關(guān)鍵詞】深基坑；支護(hù)問題；巖土工程；施工技術(shù)
1引言
深基坑支護(hù)在巖土工程中發(fā)揮著非常重要的作用，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些問題，若無法解決這些問題，會(huì)從很大程度上影響整個(gè)工程的質(zhì)量。因此，在實(shí)際施工中，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，才能為巖土工程提供更好的質(zhì)量保障。
2深基坑支護(hù)工作存在的問題
2.1不能嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定對(duì)邊坡進(jìn)行規(guī)范化的處理
在巖土工程的施工過程中，常出現(xiàn)挖掘深度不夠或者深度過深的情況，深度不足容易造成基礎(chǔ)埋深不夠，影響建筑的穩(wěn)定性；而深度過深則容易造成工程建筑完工后出現(xiàn)地層沉降，導(dǎo)致工程項(xiàng)目地基出現(xiàn)裂縫甚至坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)導(dǎo)致人員損傷等問題。所以這2種情況的發(fā)生都會(huì)給工程施工帶來嚴(yán)重的影響。該問題的控制難度較大，因?yàn)樵斐蛇@種情況的主要原因是管理人員對(duì)整個(gè)工程的監(jiān)督力度不夠，并且施工人員的技術(shù)水平不夠，導(dǎo)致基坑開挖工程完成后，基坑邊坡出現(xiàn)問題，包括邊坡的平整度不夠，穩(wěn)定性不足等[1]。
2.2施工過程用料不足
進(jìn)行基坑支護(hù)施工時(shí)，很多施工單位為了提高施工效率和經(jīng)濟(jì)效益，在施工過程中常出現(xiàn)偷工減料的現(xiàn)象，導(dǎo)致深層攪拌樁中水泥量不夠的情況[2]，這種錯(cuò)誤最終會(huì)從很大程度上影響基坑的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。由于水泥量的缺乏，導(dǎo)致攪拌樁的強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在此情況下基坑支護(hù)工作很容易導(dǎo)致樁體出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響基坑工程整體的穩(wěn)定性。同時(shí)，施工單位的監(jiān)管力度不夠也是造成整個(gè)工程用料不足的一個(gè)重要原因。在施工過程中，施工單位經(jīng)常因?yàn)閮?nèi)部管控不合理或人員調(diào)配難以負(fù)荷需求導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)缺乏監(jiān)管，進(jìn)而出現(xiàn)施工過程用料不足的問題。
2.3施工人員素質(zhì)參差不齊
在巖土工程深基坑支護(hù)施工過程中，很多操作人員并未取得相應(yīng)的專業(yè)資格證明，并且在作業(yè)過程中對(duì)專業(yè)技術(shù)的掌握也未能達(dá)到實(shí)踐應(yīng)用的水準(zhǔn)，容易出現(xiàn)工作人員不按照操作標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的狀況，極容易導(dǎo)致施工質(zhì)量差，支護(hù)效果不佳的問題[3]。另外，一些非專業(yè)人員在責(zé)任感方面也存在欠缺，難以對(duì)所負(fù)責(zé)的作業(yè)內(nèi)容予以質(zhì)量保障，并且這一問題還容易導(dǎo)致施工進(jìn)度無法跟上預(yù)期計(jì)劃。
3深基坑支護(hù)實(shí)施策略
3.1細(xì)化前期的勘察工作
深基坑支護(hù)需要在基坑中進(jìn)行施工，在施工過程中需要保證基坑邊坡土體的穩(wěn)定性，因此，深基坑支護(hù)施工在巖土工程中是重點(diǎn)施工內(nèi)容之一，要保證施工質(zhì)量和施工過程的安全性，需要細(xì)化施工前期勘察工作，并且在確定勘察結(jié)果后才能進(jìn)行施工，以保證施工人員的人身安全和工程質(zhì)量?？辈靸?nèi)容不僅限于地址土層狀況，還包括巖石類型、承壓能力等方面的調(diào)查研究，同時(shí)對(duì)于施工周邊的區(qū)位狀況，尤其要對(duì)水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察與分析，避免地下水對(duì)施工過程產(chǎn)生負(fù)面影響。另外，還要確?？辈鞌?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免任何細(xì)節(jié)錯(cuò)誤引發(fā)的安全隱患。
3.2做好變形預(yù)測(cè)，及時(shí)采取有效措施解決問題
在深基坑的施工過程中，還有一種非常容易出現(xiàn)的問題就是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形，從而嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。對(duì)于這樣的問題，需要提前做好監(jiān)測(cè)和分析，以便在出現(xiàn)問題時(shí)能夠迅速采取有效措施解決[5]。對(duì)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)，主要是要對(duì)基坑邊坡、四周的建筑物和地下管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)其是否產(chǎn)生變形。在監(jiān)測(cè)過程中，需要做好相應(yīng)的記錄，對(duì)于地質(zhì)條件的周期變化以及施工可能造成的額外壓力負(fù)荷都要做好充分的預(yù)估，并且對(duì)周期性獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行階段統(tǒng)計(jì)，這些記錄數(shù)據(jù)可以為技術(shù)人員分析工程的變形和沉降情況提供可靠依據(jù)?？偠灾?，對(duì)于工程中出現(xiàn)的問題和情況，需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行及時(shí)的處理和解決，通過不斷的總結(jié)和歸納，制定出更加嚴(yán)格規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在保證工程的同時(shí)還能節(jié)約施工成本。
3.3對(duì)深基坑支護(hù)的施工質(zhì)量進(jìn)行全程的控制
對(duì)于深基坑支護(hù)中出現(xiàn)的變形問題，應(yīng)提前制定預(yù)防措施，并嚴(yán)格控制和監(jiān)督施工過程，使施工質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。在施工過程中，施工人員要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，尤其是具有重要安全影響的技術(shù)內(nèi)容，要按照對(duì)應(yīng)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置或處理，不可擅自修改錨桿位置、型號(hào)、放坡系數(shù)、長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)。若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況不符，需要及時(shí)上報(bào)，經(jīng)設(shè)計(jì)單位核實(shí)并修改后，按照新行設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工[6]。對(duì)于施工企業(yè)來說，要嚴(yán)格按照施工犯案進(jìn)行施工，保證技術(shù)措施的落實(shí)到位，充分為工程質(zhì)量提供保障。例如，進(jìn)行土方挖掘時(shí)，要嚴(yán)格遵循施工標(biāo)準(zhǔn)和順序，防止挖掘過深情況的出現(xiàn)，減少無支撐區(qū)域的暴露時(shí)間。對(duì)于施工過程中可能出現(xiàn)的異常情況，要及時(shí)解決和排除，以保證施工質(zhì)量有保證。
4結(jié)語
地質(zhì)災(zāi)害，因此，做好隧道洞口邊坡穩(wěn)定性分析及治理是隧道建設(shè)中的關(guān)鍵課題之一。論文主要探討了影響隧道洞口邊坡穩(wěn)定性的因素和隧道洞口邊坡破壞模式。最后探討了隧道洞口邊坡滑治理措施，僅供參考。
關(guān) 鍵 詞：隧道 邊坡穩(wěn)定性治理措施
中圖分類號(hào)： U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Abstract：Tunnel construction landslide, collapse, often appear bias, landslides and avalanches geological disasters such as landslide, is one of the most common geological disasters, therefore, do a good job of tunnel portal slope stability analysis and management is one of the key problem in tunnel construction. The paper mainly discuss the influence factors of slope stability of tunnel and tunnel portal slope failure mode. At the end of the tunnel portal slope landslide treatment measures, for reference only.
Key Words：Tunnel; Slope stability; Control measures.
引 言
影響隧道洞口邊坡穩(wěn)定性的因素和公路隧道的圍巖穩(wěn)定性研究是公路工程中一項(xiàng)重要的研究課題。而在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。而我國(guó)相關(guān)施工規(guī)范對(duì)隧道洞口邊坡的內(nèi)容只作概述性的規(guī)定，如《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)洞口隧道邊坡進(jìn)行了原則性的規(guī)定，對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件和復(fù)雜洞口型式下的隧道洞口邊坡施工設(shè)計(jì)未做相應(yīng)規(guī)定。在設(shè)計(jì)階段，對(duì)隧道洞口的處理相對(duì)隨意。而在施工過程中，施工方對(duì)隧道洞口可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情未引起足夠的重視，造成洞口滑坡或坍塌，影響工程整體進(jìn)度甚至出現(xiàn)人員傷亡。因此，研究分析影響邊坡穩(wěn)定性的因素，特別是研究影響邊坡變形破壞的主要因素和穩(wěn)定性分析以及隧道邊仰坡滑坡治理是一項(xiàng)重要任務(wù)。
1影響隧道洞口邊坡穩(wěn)定性的因素
（1）地層與巖性。地層與巖性是決定邊坡工程地質(zhì)特征的基本因素，也是研究邊坡穩(wěn)定性的重要依據(jù)，因此，地層巖性的差異往往是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。
（2）巖體結(jié)構(gòu)。近年來，在巖體強(qiáng)度及其穩(wěn)定性的研究中，證實(shí)了巖體中的斷層、層理、節(jié)理和片理是邊坡穩(wěn)定性的控制因素。所以，結(jié)構(gòu)面被認(rèn)為是特別重要的影響因素，結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度比巖石本身強(qiáng)度低很多，根據(jù)巖塊強(qiáng)度計(jì)算穩(wěn)定的巖體邊坡可以高達(dá)數(shù)百米，然而巖體內(nèi)含有不利方位的結(jié)構(gòu)面時(shí)，高度不大的邊坡也可能發(fā)生破壞。
（3）工程施工的影響，相關(guān)工程實(shí)踐表明：當(dāng)隧道兩洞間距為 8m 時(shí)，左洞先開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響略大于右洞先開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。邊坡坡度是影響邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素；當(dāng)邊坡坡度小于 35°時(shí)，邊坡坡度變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響不大；當(dāng)邊坡坡度在 35°到 55°區(qū)間時(shí)，邊坡坡度變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響急劇增加。隧道埋深這一因素對(duì)隧道上方邊坡在隧道開挖后的穩(wěn)定性影響巨大；當(dāng)隧道埋深小于 15m 時(shí)，由于隧道開挖為隧道左側(cè)巖體形成了臨空面，導(dǎo)致這一區(qū)域巖體滑動(dòng)，從而塌方或山體滑動(dòng)；當(dāng)隧道埋深大于 15m 時(shí)，隧道埋深變化對(duì)這一類邊坡穩(wěn)定性影響不大。
（4）水的作用。水對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性的影響不僅是多方面的，而且是非常活躍的。大量事實(shí)證明，大多數(shù)邊坡巖體的破壞和滑動(dòng)都與水的作用有關(guān)。處于水下的透水邊坡巖體將承受水的浮托力，而不透水的邊坡巖體坡面將承受靜水壓力，充水的張裂隙將承受裂隙水靜水壓力的作用；地下水的滲透流動(dòng)將對(duì)邊坡巖體產(chǎn)生動(dòng)水壓力。另外，水對(duì)邊坡巖體將產(chǎn)生軟化、侵蝕等物理化學(xué)作用。而水流的沖刷也直接對(duì)邊坡產(chǎn)生破壞。
（5）其它因素。除上述因素外，氣候條件、風(fēng)化作用、植被生長(zhǎng)都可能影響邊坡的穩(wěn)定狀況。
2隧道洞口邊坡破壞模式
在隧道工程中，隧道洞口邊仰坡開挖使邊仰坡巖體平衡狀態(tài)遭到破壞，于是邊坡巖體在次生應(yīng)力和各種外界應(yīng)力的作用下發(fā)生破壞。按破壞機(jī)理可將邊坡的破壞模式分為崩塌、傾倒和滑坡三種，其中滑坡按滑動(dòng)面形態(tài)不同又可分為平面滑動(dòng)、楔體滑動(dòng)和圓弧形滑動(dòng)三類。但是隧道工程有其特殊性，隧道洞口開挖對(duì)洞口段巖土擾動(dòng)比較大，結(jié)合其邊坡破壞外在表現(xiàn)，隧道洞口邊坡破壞模式還應(yīng)包括局部塌陷破壞和堆塌破壞。
（1）崩塌破壞。崩塌是指邊坡上部的巖體在重力的作用下，突然以高速脫離母巖而翻滾墜落的急劇變形破壞的現(xiàn)象，這種破壞是邊坡表層巖體喪失穩(wěn)定性的結(jié)果。
（2）傾倒破壞。這種破壞形式是因?yàn)樵谶吰聝?nèi)部存在一傾角很陡的結(jié)構(gòu)面，將邊坡巖體切割成許多相互平行的塊體，而臨近坡面的陡立塊體緩慢地向坡外彎曲倒塌。傾倒的特點(diǎn)往往是巖塊一般不發(fā)生水平或垂直位移，而是以某一點(diǎn)或塊體的某一棱線為轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，繞其外側(cè)臨空面轉(zhuǎn)動(dòng)。
（3）平面破壞。平面破壞是指邊坡巖體沿某一結(jié)構(gòu)面如層面、節(jié)理或斷層面發(fā)生滑動(dòng)，通?；瑒?dòng)面的傾向與邊坡的傾向一致，而滑動(dòng)面的傾角小于邊坡度但大于其內(nèi)摩擦角的層狀或有粘土夾層的巖體中，也可能發(fā)生在有較厚破碎帶的巖體中。此類破壞是實(shí)際工程中發(fā)生最多的破壞，一般是由于邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的存在以及開挖等施工因素的影響，破壞了原有的平衡，使得巖體沿著軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生平面滑動(dòng)破壞。最常見的破壞形式有:張拉破壞和剪切破壞。
燈草塘隧道是滬昆高速公路貴陽至清鎮(zhèn)段上的一座雙向六車道連拱隧道，全長(zhǎng)280m，最大埋深79m，橫向跨度34m，隧道穿越地層為煤系地層，圍巖類別為Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)圍巖，整體穩(wěn)定性較差，遇到的不良地質(zhì)災(zāi)害主要為裂縫、地面塌陷、老窯涌水、瓦斯等。隧道進(jìn)出口均為深挖方段，進(jìn)口挖方長(zhǎng)155米，軸線最大挖高38.95米，左邊坡開挖高度52.90米；出口挖方長(zhǎng)140米，軸線最大挖高31.52米，右邊坡開挖高度49.72米。
自2009年底實(shí)施邊仰坡監(jiān)控以來，發(fā)生多次險(xiǎn)情。2010年1月7日在該邊坡上發(fā)現(xiàn)地表裂縫，截止到1月10日上午10時(shí)，裂縫延伸最長(zhǎng)達(dá)30m，裂縫最大寬度103mm，深可見0.3～1米。預(yù)應(yīng)力錨索框架局部脫空。邊坡后緣出現(xiàn)明顯張拉裂縫，并已貫通至邊坡深部。截止2010年7月11日隧道仰坡的第一、第二、第三、第四平臺(tái)及平臺(tái)截水溝均多次出現(xiàn)規(guī)模不等的裂縫（第四平臺(tái)最大累計(jì)沉降103.80mm，）（L1裂縫長(zhǎng)15米，寬1.3厘米；L2裂縫長(zhǎng)11米，寬13厘米；L3裂縫長(zhǎng)5米，寬2厘米；L4裂縫長(zhǎng)20米，寬5-10厘米；L5裂縫長(zhǎng)6米，寬2-5厘米；L6裂縫長(zhǎng)6米，寬2-3厘米；L7裂縫長(zhǎng)7米，寬2-3厘米）；第三級(jí)仰坡面有三個(gè)井字架下部斷裂。經(jīng)過多次監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)降水后沉降增大明顯，降水停止后，沉降變化緩慢。結(jié)合錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果，降水后錨索應(yīng)力增大，尤其是中導(dǎo)洞正上方的錨索應(yīng)力增大明顯，說明雨水已經(jīng)下滲到坡體導(dǎo)致坡體變形增大。
第一平臺(tái)裂縫 第三平臺(tái)裂縫
所有監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在施工擾動(dòng)和降雨的條件下極有可能產(chǎn)生大規(guī)模的滑動(dòng)，是隧道出口施工和運(yùn)營(yíng)的安全隱患，給施工帶來極大的危險(xiǎn)。
3.隧道洞口邊坡破壞治理措施
從前面的分析可知，隧道開挖改變了原巖體的應(yīng)力狀態(tài)，即所謂的巖體內(nèi)部區(qū)域卸荷，造成隧道上方區(qū)域的邊坡巖體有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，而這一部分巖體向下滑動(dòng)又對(duì)隧道的穩(wěn)定性造成影響。從這分析可知，減小開挖擾動(dòng)和加強(qiáng)隧道支護(hù)為治理這類邊坡破壞的最佳策略。從對(duì)這類邊坡穩(wěn)定性影響分析來看，在不同的地質(zhì)條件、隧道參數(shù)、開挖條件下其穩(wěn)定性有所不同。所以應(yīng)首先詳細(xì)分析工程地質(zhì)條件，根據(jù)具體地質(zhì)條件選取設(shè)計(jì)參數(shù)和確定開挖方案及支護(hù)措施。
地質(zhì)條件是影響邊坡穩(wěn)定性的決定性因素，在工程選線時(shí)應(yīng)對(duì)預(yù)選方案的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，盡量避免不良地質(zhì)情況。對(duì)隧道洞口段的地質(zhì)調(diào)查應(yīng)包括自然地理概況以及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)：地層、巖性及地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)的性質(zhì)、類型和規(guī)模；斷層、節(jié)理、軟弱結(jié)構(gòu)面特征及其與隧道的組合關(guān)系；地下水類型及地下水位、含水層的分布范圍及相應(yīng)的滲透系數(shù)、水量和補(bǔ)給關(guān)系、水質(zhì)及其對(duì)混凝土的侵蝕性；崩塌、錯(cuò)落、巖堆、滑坡、巖溶等不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象及其發(fā)生、發(fā)展的原因、類型、規(guī)模和發(fā)展趨勢(shì)，分析其對(duì)隧道洞口穩(wěn)定的影響程度；主要結(jié)構(gòu)面(特別是軟弱結(jié)構(gòu)面)的類型和等級(jí)、產(chǎn)狀、發(fā)育程度、延伸程度、閉合程度、風(fēng)化程度、充填狀況、充水狀況、組合關(guān)系、力學(xué)屬性和與臨空面的關(guān)系；查明危巖分布及產(chǎn)生崩塌的條件、危巖規(guī)模、類型、穩(wěn)定性以及危巖崩塌危害的范圍等，對(duì)崩塌危害做出工程建設(shè)適宜性的評(píng)價(jià)，并根據(jù)崩塌產(chǎn)生的機(jī)制提出防治建議。
在選線時(shí)應(yīng)盡量避免邊坡坡度大于35°，隧道埋深小于15m。上述參數(shù)是在考慮隧道圍巖為Ⅴ級(jí)時(shí)得出的結(jié)論，在實(shí)際工程中應(yīng)結(jié)合具體工程地質(zhì)情況作更為詳細(xì)分析比選。隧道開挖方式對(duì)隧道圍巖及邊坡穩(wěn)定性影響復(fù)雜，目前未得出一致結(jié)論，從總體上講在施工過程應(yīng)采取“弱爆破、短進(jìn)尺、及時(shí)支護(hù)”相應(yīng)的措施避免擾動(dòng)過大。
綜合工程地質(zhì)條件還可以采取的具體工程措施如下：
（1）注漿加固隧道仰坡面和平臺(tái)，增加松散巖體的自穩(wěn)能力和抗剪力。由于隧道出口山體巖層很薄,且主要由煤和煤矸石組成,風(fēng)化嚴(yán)重,在深埋側(cè)側(cè)向壓力推動(dòng)下易變形滑坡,為了提高仰坡圍巖的自穩(wěn)能力和抗剪力，對(duì)仰坡面和平臺(tái)采用深孔注漿鋼花管加固處理，同時(shí)增長(zhǎng)錨索框架梁的錨索長(zhǎng)度，做好邊仰坡防排水措施。
（2）及時(shí)進(jìn)行明洞施工和明洞回填反壓。洞口仰坡較陡,必然造成邊坡不平衡推力過大，為了防止邊坡下滑,暫時(shí)停止隧道洞身開挖施工,以減少隧道洞身開挖爆破對(duì)邊仰坡的擾動(dòng)。為了提高明洞回填對(duì)坡腳形成的反壓力，在明洞上方回填土M7.5漿砌片石和廢渣,對(duì)坡面形成反方向作用力,阻止坡體的下滑。延長(zhǎng)明洞襯砌長(zhǎng)度，以提高明洞回填反壓高度,增加洞門墻的抗剪力，在洞門墻與明洞襯砌結(jié)合部采用鋼筋連接。
（3）洞內(nèi)及時(shí)施工仰拱,使支護(hù)系統(tǒng)及時(shí)封閉成環(huán)。在任何情況下,使隧道斷面在較短時(shí)間內(nèi)閉合是極為重要的，在巖石隧道中,因圍巖的結(jié)構(gòu)作用,能夠自我封閉成環(huán),而在軟弱圍巖中,必須靠支護(hù)措施封閉成環(huán)。本隧道工序復(fù)雜，開挖擾動(dòng)圍巖次數(shù)多,每次對(duì)圍巖的擾動(dòng)也較大,巖體本身的自穩(wěn)能力差,在主洞開挖過程中,應(yīng)及時(shí)施工仰拱和二襯,并與邊墻鋼拱架連接成為一體,使其封閉成環(huán),共同承受來自上方仰坡以及側(cè)面圍巖的壓力。
4結(jié) 語
總之，在隧道施工過程中，大多數(shù)工程事故均出自洞口段，多數(shù)又由于洞口邊坡產(chǎn)生破壞而引發(fā)洞口段整體失穩(wěn)。所以，隧道洞口邊坡的穩(wěn)定性問題已成為隧道施工過程中最為關(guān)鍵的步驟。論文重點(diǎn)探討了隧道洞口邊坡的穩(wěn)定性影響因素及治理對(duì)策，希望對(duì)實(shí)際工程提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 周慶人.重慶大坪隧道進(jìn)口段滑坡特征及穩(wěn)定性分析[J]. 城市勘測(cè). 2006(02)
[2] 黃澤瑞.石川隧道邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與控制[J]. 山西建筑. 2009(18)
[3] 方建勤,廖樹忠.隧道施工對(duì)洞口邊坡穩(wěn)定性影響研究[J]. 公路. 2009(12)
關(guān)鍵詞：膨脹巖 路塹 邊坡防護(hù) 破壞機(jī)理
中圖分類號(hào)：U213.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（b）-0105-04
膨脹巖土屬于特殊巖土，在我國(guó)分布較廣[1]。因膨脹巖具有顯著的脹縮特性，工程中往往不宜做出正確的評(píng)價(jià)，且施工方法缺乏應(yīng)變能力，給實(shí)際工程帶來許多預(yù)料不到的危害[2]。近年來，隨著高速公路、鐵路等工程的建設(shè)的快速發(fā)展，許多工程涉及到了膨脹巖路塹邊坡問題。
工程人員借助工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)和土力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)和成果，對(duì)膨脹巖邊坡進(jìn)行了研究與探討，在理論和實(shí)踐兩方面均取得了一些進(jìn)展[3]。蔣忠信等[4]從膨脹巖的脹縮性、碎裂性、低強(qiáng)度性及膨脹巖路塹邊坡支護(hù)工程的適應(yīng)性分析入手，提出了以膨脹巖工程地質(zhì)分類為基礎(chǔ)的膨脹巖地區(qū)鐵路選線和路塹邊坡設(shè)計(jì)原則；答治華等[5]在對(duì)膨脹巖邊坡進(jìn)行病害特征地質(zhì)調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，提出了膨脹巖邊坡的防護(hù)加固原則；楊慶等[6]總結(jié)近幾年的研究成果，認(rèn)為在處理膨脹巖邊坡工程時(shí)，應(yīng)盡量避免原巖擾動(dòng)，減小活化程度，有效的隔離膨脹巖與水分的接觸，做好防排水工作，利用錨桿、錨索、支護(hù)或擋板等加固巖體，采取控制與適度膨脹相結(jié)合的防治方法；李青云等[7]對(duì)南水北調(diào)中線工程中的典型膨脹巖進(jìn)行深入的試驗(yàn)研究，提出了膨脹巖渠坡治理的主要措施和設(shè)計(jì)施工導(dǎo)則，并對(duì)比了不同措施的處治效果。
盡管在工程實(shí)踐中，對(duì)膨脹巖邊坡已積累了一定的工程經(jīng)驗(yàn)，但其邊坡病害問題仍不斷出現(xiàn)，這與膨脹巖邊坡的工程特性與病害機(jī)理認(rèn)識(shí)不足不無關(guān)系。因此，該文從膨脹巖路塹邊坡的病害特征出發(fā)，闡述膨脹巖邊坡的破壞機(jī)理及影響因素，總結(jié)了膨脹巖路塹邊坡的設(shè)計(jì)基本原則，并針對(duì)其病害提出可采取的防治技術(shù)措施，以期為加深對(duì)膨脹巖邊坡的認(rèn)識(shí)提供一定參考。
1 膨脹巖路塹邊坡病害特點(diǎn)
膨脹巖路塹邊坡病害多是在工程開挖暴露條件下，因水的作用而發(fā)生，暴露失水、風(fēng)化和降雨是膨脹巖產(chǎn)生強(qiáng)烈干縮膨脹的先決條件。因此，膨脹巖的病害分析必須考慮工程開挖和運(yùn)營(yíng)過程中可能引起的工程環(huán)境變化。
膨脹巖邊坡失穩(wěn)的特點(diǎn)是在無支護(hù)條件下，淺層逐次發(fā)生開裂、剝落和滑塌，如圖1所示；在有支護(hù)條件下，常見表面開裂，嚴(yán)重時(shí)支護(hù)整體性喪失穩(wěn)定性。在反復(fù)浸水和失水作用下，淺層膨脹巖邊坡體反復(fù)脹縮，使巖體結(jié)構(gòu)遭破壞，原有力學(xué)強(qiáng)度衰減，直至無法自穩(wěn)而滑塌，巨大的膨脹壓力是引起支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂的根本原因。膨脹巖滑坡往往具有：①季節(jié)性；②區(qū)域氣候性；③逐級(jí)牽引性；④漸進(jìn)性；⑤結(jié)構(gòu)與構(gòu)造性；⑥淺層性；⑦在相當(dāng)平緩的邊坡上也會(huì)發(fā)生滑坡。膨脹巖滑坡的這些特征，除了當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷匦蔚纫蛩赝?，還與膨脹巖本身所具有的多裂隙結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性有關(guān)，其邊坡破壞受到軟弱結(jié)構(gòu)面的控制，如圖2所示。
膨脹巖邊坡的破壞形態(tài)既不同于巖石的破壞形態(tài)，也不同于土體的破壞形態(tài)，其破壞形態(tài)可分為：①面滑動(dòng)；②平面張裂滑動(dòng)；③追蹤式階梯形滑動(dòng)；④屈服拉裂剪切滑動(dòng)；⑤弧形滑動(dòng)；⑥脹裂破壞。工程中最為常見的破壞形態(tài)為脹裂破壞。就膨脹巖邊坡的變形破壞類型而言，可分為三種破壞類型。①坡體失穩(wěn)；②坡面失穩(wěn)；③邊坡失穩(wěn)[8]。其中又以坡面失穩(wěn)和邊坡失穩(wěn)兩種類型為主。坡面失穩(wěn)的破壞形式有剝落、溜塌、局部崩塌；邊坡失穩(wěn)的破壞形式有坍塌和滑坡。膨脹巖的坡面病害一般發(fā)生在邊坡表層受氣候影響較大的區(qū)帶內(nèi)，其深度與大氣營(yíng)力的作用直接相關(guān)，但一般不超過lm。濕脹干縮是膨脹巖產(chǎn)生這類病害的原因。坍塌是膨脹巖邊坡中最常見的病害形式之一。邊坡開挖引起坡腳應(yīng)力集中，同時(shí)膨脹巖巖體結(jié)構(gòu)破碎，吸水膨脹導(dǎo)致巖體強(qiáng)度衰減是產(chǎn)生這類病害的根本原因。坍塌體的邊界受到巖體結(jié)構(gòu)面控制，規(guī)模不一，大的可波及到整個(gè)坡體。
2 膨脹巖路塹邊坡破壞機(jī)理
膨脹巖邊坡在開挖后將經(jīng)歷不同階段的動(dòng)態(tài)變形。開挖后邊坡表現(xiàn)出前緣水平滑動(dòng)為主，后緣垂直下坐的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但裂縫充水，受到持續(xù)孔隙水壓力作用時(shí)，邊坡表現(xiàn)出整體滑動(dòng)趨勢(shì)。在強(qiáng)膨脹巖中，常沿強(qiáng)度較低的面形成中型滑坡。但下伏砂巖、泥質(zhì)砂巖中有地下水補(bǔ)給時(shí)，滑帶可向下發(fā)展至膨脹巖內(nèi)，出現(xiàn)順層滑動(dòng)，也可以產(chǎn)生切層滑動(dòng)。
3 膨脹巖邊坡失穩(wěn)的影響因素
影響膨脹巖邊坡失穩(wěn)的主要影響因素有工程特性、邊坡形狀和工作條件、干濕效應(yīng)、開挖及加固措施等[9]。歸納起來，分為三個(gè)方面：巖體內(nèi)在原因、外在環(huán)境影響和人類工程活動(dòng)[10]。①巖體內(nèi)在原因主要表現(xiàn)在物質(zhì)組成、裂隙作用和濕化性影響。膨脹巖含有大量親水粘土礦物，如蒙脫石、伊利石等，具有吸水膨脹和失水干縮特性，這是影響其宏觀工程性質(zhì)的最關(guān)鍵因素。裂隙的存在破壞了巖體的連續(xù)性，同時(shí)也為風(fēng)化營(yíng)力進(jìn)入巖體提供了通道，使得風(fēng)化作用隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)造面延伸至地表以下較深的部位，也為工程性質(zhì)更差的裂隙面填充物質(zhì)提供了場(chǎng)所；此外，裂隙造成了巖體應(yīng)力集中，為邊坡的連續(xù)破壞創(chuàng)造條件。濕化性決定著膨脹巖邊坡的坡面風(fēng)化病害特征，同時(shí)也影響著邊坡的坡體病害。②外在環(huán)境因素主要有：氣候、地形地貌、地表水與地下水條件等。對(duì)于膨脹巖邊坡，水的軟化作用不容忽視，水能加劇膨脹巖的干濕循環(huán)作用，降低滑面（帶）巖土強(qiáng)度，促使和加劇滑坡的形成和滑動(dòng)。氣候變遷與氣象變化，也常導(dǎo)致膨脹巖邊坡失穩(wěn)，歸根結(jié)底也是因?yàn)樗挠绊憽＂廴祟惞こ袒顒?dòng)的影響。人們?cè)谂蛎泿r地區(qū)所采取的不當(dāng)工程活動(dòng)（如勘察不準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)方案不合理或施工方法欠妥等）間對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，也是觸發(fā)滑坡發(fā)生和發(fā)展的重要因素。
4 膨脹巖路塹邊坡的設(shè)計(jì)原則
膨脹巖邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)基于其變形機(jī)制和破壞模式，根據(jù)不同的變形機(jī)制和潛在破壞模式設(shè)計(jì)相應(yīng)的防護(hù)加固對(duì)策，以“放緩邊坡、坡腳支擋、非全封閉防護(hù)”為宜[11]。用樁、墻固腳可解決坡腳巖體強(qiáng)度不足的問題并抵御滑動(dòng)，以采用抗滑樁、重力式抗滑擋土墻或重力式錨桿擋土墻較有效?？够瑯缎枰紤]側(cè)壁應(yīng)力的控制，加大埋深。擋土墻埋深需要超過氣候劇烈影響層，考慮附加膨脹力加大截面以抗傾覆[12]。另外，邊坡設(shè)計(jì)時(shí)，還必須綜合考慮膨脹巖土的類型、性質(zhì)、填筑條件，工程措施以及地區(qū)氣候特點(diǎn)等因素。上部邊坡放緩至穩(wěn)定坡率，與巖體低剪切強(qiáng)度相適應(yīng)。分級(jí)留平臺(tái)以減小趾部壓力。坡面防護(hù)措施貫徹“允許膨脹力釋放和裂隙水排泄”的宜疏勿堵的原則，以采用錨桿框架加草皮護(hù)坡和干砌片石護(hù)坡等非全封閉防護(hù)為宜。若采用全封閉的漿砌片石護(hù)坡，則應(yīng)注意泄水，加大厚度；若采用漿砌片石骨架加草皮護(hù)坡，則應(yīng)加大骨架的埋深和截面，避免淺層溜坍和坡面鼓脹。
現(xiàn)行《鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10035-2006）[13]提出膨脹巖路塹邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)遵循：“緩坡率、寬平臺(tái)、加固坡腳和適宜的坡面防護(hù)相結(jié)合的原則”；邊坡坡率及平臺(tái)寬度視邊坡的高度及巖土質(zhì)條件按表1設(shè)計(jì)，邊坡高度大于10 m時(shí)應(yīng)結(jié)合穩(wěn)定性分析計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)規(guī)范對(duì)邊坡防護(hù)加固給出了應(yīng)遵循的規(guī)定：
a）可能發(fā)生淺層破壞時(shí)，宜采取半封閉的相對(duì)保濕防滲措施；
b）可能發(fā)生深層破壞時(shí)，應(yīng)結(jié)合淺層破壞，通過邊坡穩(wěn)定性分析確定加固處理措施；
c）膨脹巖強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)采用低于峰值強(qiáng)度值，可采用反算和經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)；
d）支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深應(yīng)大于氣候影響層深度，反濾層厚度應(yīng)適當(dāng)加厚；
e）路塹邊坡防護(hù)加固類型依據(jù)工程地質(zhì)條件、環(huán)境因素和邊坡高度按表2～表3設(shè)計(jì)。
由于膨脹巖的復(fù)雜性、可變性和不確定性，地質(zhì)勘察參數(shù)往往難以準(zhǔn)確確定，而設(shè)計(jì)理論尚不完善，且設(shè)計(jì)方法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類比性。因此，膨脹巖地區(qū)的路塹邊坡工程設(shè)計(jì)，不應(yīng)忽視的重要內(nèi)容是根據(jù)施工中的信息反饋和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控資料進(jìn)行不斷校核、補(bǔ)充和完善原始設(shè)計(jì)，即采取信息化設(shè)計(jì)的原則。
5 膨脹巖邊坡防治技術(shù)措施
膨脹巖邊坡治理的工程實(shí)踐表明，膨脹巖邊坡防治應(yīng)從邊坡控制和邊坡治理兩個(gè)方面著手，綜合運(yùn)用邊坡控制和邊坡治理技術(shù)措施，保證邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。邊坡控制技術(shù)措施主要有：排水工程、削方減載、漿砌片石、格構(gòu)護(hù)坡、植物防護(hù)等；邊坡治理的措施主要有：抗滑樁支擋、擋土墻支擋及格構(gòu)錨固等。
5.1 排水工程措施
水分遷移變化是導(dǎo)致膨脹巖工程性狀惡化，誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要原因之一。因此，在膨脹巖路塹邊坡治理中，要始至終保證邊坡不受或降低遭受外界地表水及地下水的侵蝕。在易發(fā)生滑坡或已經(jīng)產(chǎn)生滑坡的邊緣上方修筑截水溝，隔離滑坡體以外的地面水，由截水溝引向橋涵或排水溝排出；在坡面上設(shè)置樹枝狀排水溝來排除坡體范圍內(nèi)的地表水；對(duì)于坡面裂縫，或截水溝滲水形成的大裂縫，應(yīng)及時(shí)予以充填夯實(shí)，防止地表水向下入滲。對(duì)于地下水一般以疏導(dǎo)為主，通常設(shè)置盲溝排水。
5.2 坡面防護(hù)措施
（1）物理防護(hù)。
隨著大氣營(yíng)力的作用，邊坡表層暴露的膨脹巖巖體強(qiáng)度逐漸降低，使得坡面難于維持原有坡率，進(jìn)而導(dǎo)致坡面病害的產(chǎn)生。因此，膨脹巖邊坡坡面防風(fēng)化是坡面防護(hù)的重要內(nèi)容。目前，常用的物理性坡面防護(hù)技術(shù)措施主要有：水泥砂漿抹面、噴漿、噴混凝土、灰土捶面、漿砌片石骨架護(hù)坡、漿砌片（條、卵）石護(hù)坡、錨桿掛網(wǎng)噴混凝土、鋼纖維混凝土噴錨、土工織物、植被防護(hù)等。這些坡面物理防護(hù)技術(shù)措施在許多大型工程中已得到廣泛應(yīng)用，但不同的技術(shù)措施在使用中各有利弊[14]。
（2）化學(xué)防護(hù)。
化學(xué)防護(hù)主要是使用化學(xué)改性方法改良膨脹巖土自身的膨脹性。常用的化學(xué)改性劑有：DAH（十二胺氯化物）混合溶液、樹根樁+CMA混合溶液、土壤生態(tài)改性劑、NT無機(jī)防水材料等。該類方法主要用于膨脹土邊坡的坡面防護(hù)[15]。對(duì)于膨脹巖坡面防護(hù)，不宜采用全封閉措施，護(hù)坡過程應(yīng)以非全封閉或柔性封閉類型為宜。
5.3 坡體支護(hù)措施
膨脹巖坡體支護(hù)措施有傳統(tǒng)的坡腳重力式擋土墻及新型的錨桿框架護(hù)坡、板樁墻、錨桿擋土墻等。其中，以漿砌片石坡腳擋墻應(yīng)用的最多，對(duì)弱～中等的膨脹巖邊坡支護(hù)效果較好。但對(duì)于強(qiáng)膨脹巖邊坡，因坡腳擋墻設(shè)計(jì)尺寸不足而出現(xiàn)破壞的實(shí)例較多；錨桿框架護(hù)坡和錨桿擋土墻在膨脹巖塹坡的應(yīng)用效果良好，但錨桿框架護(hù)坡的框架間坡面巖體的防風(fēng)化措施必不可少，否則，坡面剝落、碎落、溜塌病害不斷發(fā)展，會(huì)使框架梁支護(hù)作用失去效果；邊坡較低時(shí)可采用干砌片石護(hù)坡、漿砌片石骨架護(hù)坡，地面反坡時(shí)方可采用漿砌片石護(hù)坡，草皮作為框架、骨架護(hù)坡補(bǔ)充，支撐滲溝、石灰土樁可作固坡之用。土釘墻在膨脹巖邊坡工程中應(yīng)慎用。另外，在弱成巖或強(qiáng)或全風(fēng)化的膨脹巖塹坡中，支撐滲溝的作用是明顯的。
6 結(jié)語
膨脹巖是一類受氣候和環(huán)境影響較敏感的巖土體，因其易擾動(dòng)，且具有脹縮性、裂隙性、崩解性和流變性等復(fù)雜工程性狀，使膨脹巖邊坡病害及其防治成為工程中的突出難題之一。對(duì)于工程中常遇的膨脹巖路塹邊坡，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)膨脹巖工程力學(xué)特性和病害產(chǎn)生機(jī)理，采用綜合防治方法，以“穩(wěn)固坡腳，保濕防滲、剛?cè)峤Y(jié)合、以柔治脹”為主要思路，同時(shí)應(yīng)針對(duì)主要病因和膨脹巖性質(zhì)不同而有所側(cè)重?？傊?，膨脹巖路塹邊坡工程有章可循，但決不可生搬硬套，無論采取何種技術(shù)措施，把握膨脹巖的工程力學(xué)屬性才是根本。
參考文獻(xiàn)
[1] 李生林，施斌，杜延軍.中國(guó)膨脹土工程地質(zhì)研究[J].自然雜志，1997，19（2）：82-86.
[2] 曲永新，張永雙.中國(guó)膨脹性巖、土一體化工程地質(zhì)分類的理論與實(shí)踐.中國(guó)工程地質(zhì)五十年[M].北京：地震出版社，2000.
[3] 廖世文.全國(guó)首屆膨脹土科學(xué)研討會(huì)論文集[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，1990.
[4] 蔣忠信，李敏，秦小林.關(guān)于南昆鐵路膨脹巖路塹邊坡設(shè)計(jì)原則的探討[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1994，5（4）：66-74.
[5] 答治華，王小軍.膨脹巖邊坡病害與防護(hù)[J].路基工程，1998，16（4）：58-63.
[6] 楊慶，張傳慶，欒茂田.巷道及邊坡工程中的膨脹巖[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2003，23（1）：74-79.
[7] 李青云，程展林，包承綱.膨脹土（巖）渠道破壞機(jī)理和處理技術(shù)研究[J].南水北調(diào)與水利科技，2009，7（6）：13-19.
[8] 曾繼杰.南寧盆地膨脹巖邊坡穩(wěn)定性研究[D].廣西大學(xué)，2004.
[9] Skempton a.w.第四屆朗肯講座： 粘土邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究[J].巖土工程，1961（2）：77-101.
[10] Lauren J.D.，Expansive rocks in California：an engineering and geologic review in part fulfillments for the degree master of science，San Jose State University，Decemher，1998.
[11] Wittke W.Foundations for the design and Construction of Tunnel in Swelling Rock，Proceedings of the 4th international congress of the Society for Rock Mechanics，Montreux， Switizerland，1979：219-729.
[12] Gysel M. Design methods for structure in swelling rock. Proceedings of the 6th international conference on rock mechanics， Montreal，Canada，1987.