双排桩在某边坡工程治理设计中的应用
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摘要：本文针对具体的工程条件,边坡支护采用双排桩支护结构。该结构整体刚度大,对控制边坡水平位移、坡顶地表沉降等能起到很好的控制效果。文章介绍了该种支护结构的设计计算方法和主要的施工措施。
关键词：边坡；设计；双排桩；工程地质特征；运动过程
中图分类号：S611文献标识码： A
1.工程概况
边坡位于重庆市江北区黄花园大桥西侧区，建设场地南侧，边坡长约90m，坡高15.2~14.4m，为土质边坡，坡顶标高207.00m~202.00m，坡顶为已建居民楼，距边坡4.8～5.6m，其中已建房屋桩，距边坡最近仅4.8m，该桩为圆形，桩底标高175.372m，嵌入土层18.52m，嵌入中风化岩层6.04m；坡脚标高为186.80m，坡脚为拟建房屋商业车库(-3F)。
2 边坡工程地质条件
2.1地形地貌
研究区属浅切剥蚀丘陵地貌区，场地为修房平场堆填。标高191.10m～200.10m，相对高差约9m。
2.2地质构造
研究区构造上位于江北向斜北西翼，岩层产状110°∠17°，层面结合程度很差，有泥质充填，为软弱结构面。场区内无断层通过，地质构造简单。区内发育两组裂隙：①300°∠62°，裂隙长2～5m，大多闭合，局部张开5～10mm，间距1～3m，裂面平直，属结合程度差的硬性结构面；②30°∠53°，裂隙长1.5～4m，局部张开1～2mm，泥质充填，间距2～5m，裂面平直，属结合程度差的硬性结构面。
2.3地层岩性
研究区出露地层上覆第四系全新统人工素填土（Q4ml），主要泥岩、砂岩碎石、块石、粉质粘土，局部含有少量卵石等组成，稍湿，松散～稍密，碎石粒径一般20mm～200mm，含量约20%～25%，卵石粒径一般20mm～150mm磨圆性差，分选差，含量约6%～13%，堆填时间约3～5年。该层的厚度为17m～30m。下伏沙溪庙组（J2s）泥岩，紫红色、暗紫色部分夹灰绿色团块，泥质结构，中厚层状构造，泥质胶结，局部砂质含量较重。桩基础嵌入该岩层中风化层深4.5m～12.7m。
2.4地下水
研究区地下水主要为第四系孔隙水，赋存于人工素填土孔隙中，为上层滞水。基岩为不透水或弱透水泥岩，基岩顶部强风化带裂隙较发育，赋存有少量风化裂隙水，主要由大气降水补给。因场地地形高差较大，地形坡度较陡，有利于地表水或地下水的排泄，大气降水多沿地面以坡面漫流的形式排至场外。场区地下水贫乏，水文地质条件简单。
3 设计依据和执行的主要技术标准
建设方提供的图件、报告和现行相关规程、规范及设计图集。
4.1 岩土参数选取
依据岩土工程勘察报告和同类场地工程经验,并充分考虑土体的不均匀性等因素，边坡治理设计所需岩土体参数见表1。
表1 岩土设计参数一览表
4.2 设计方案
B11栋南侧及西侧基坑边坡设计采用双排桩进行支护，主要支护结构如下：
边坡为土质边坡，边坡高度14.40米，采用双排桩进行支挡，前排桩桩长41米，后排桩桩长38米，桩排距2.5米，间距2.3米，桩采用圆形截面，桩径为1.2米，桩顶设置冠梁及联系梁，桩间设置挡土板，桩、挡板联系梁采用C40混凝土，先施工排桩，再开挖基坑。
联系梁为W型设置，联系梁和冠梁截面尺寸为1200mm×1000mm×1000mm，桩及冠梁和联系梁为现浇，现浇混凝土强度均为C40。
桩及冠梁和联系梁纵向钢筋为HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。
双排桩采用旋挖桩，桩间挡板按200mm进行考虑，坡顶坡脚设置排水截水沟。
图1 支护方案典型剖面图
5.双排桩施工工艺
5.1施工顺序：
（1）按桩定位坐标要求放线，然后核实坡脚建筑基础及侧墙位置，确保建筑有施工空间。在桩施工前应保证场地整体稳定，如有超挖导致边坡变形应及时回填反压，先保证场地的整体稳定后再进行桩施工。桩可根据要求采用人工开挖或机械成孔（旋挖机械成孔）。
（2）应采用“跳桩法”施工。
（3）抗滑桩施工过程中不宜留施工缝，应一次性浇注。
（4）当桩混凝土强度达到80％后，才能开挖桩前岩土体，且桩前岩土体应分阶开挖。
5.2面板工程
（1）图中符号Ф、分别表示HRB400钢筋、HRB335钢筋。钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检作力学性能试验，满足规范要求后方可投入使用。
（2）混凝土：桩身和桩间挡土板混凝土强度采用C40，混凝土浇筑前，应按设计配合比做混凝土试块进行抗压强度试验，其强度满足规范要求后，方可按设计的配合比拌制。混凝土进行浇筑。桩身混凝土保护层厚度为70mm，挡土板混凝土保护层厚度为25mm。
（3）桩的位置根据中心坐标确定，非均匀配筋的桩身两侧受力钢筋轴线应垂直边坡走向。
（4）所有钢筋在使用前均应进行除锈和调直等处理。
5.3桩基工程：
（1）桩身采用旋挖机分段跳槽开挖，间隔2根开挖1根，待上一批桩身砼强度达到设计强度75％以上后，方可进行下一批桩身开挖。
（2）人工桩在开挖过程中应按规范要求采取孔内送风措施，防止沼汽中毒和缺氧情况发生，并做好护壁及抽排水工作。
（3）旋挖桩钻至设计标高时，采用高压气流清底，沉渣厚度应小于100mm，并通知地勘设计和监理单位验槽，合格后才能进行下一步工作。
（4）绑扎钢筋：旋挖桩钢筋可先分段制作钢筋笼骨架，吊车吊入孔内，人工桩可在孔内绑扎成形。受力钢筋采用机械连接，接头数量符合规范要求。
（5）浇筑混凝土：采用串筒将拌制好的混凝土送入桩孔内，串筒离孔内混凝土面不大于1.0m。每浇筑混凝土1.0~1.5m，采用振动棒振捣一次。旋挖桩采用水下混凝土浇筑技术，应超灌注，除去桩顶浮浆，混凝土施工完成后桩顶应及时养护。
（6）支护结构上应设泄水孔，桩板挡墙中面板上泄水孔呈梅花形布置，孔径Φ=100，外倾5%。有裂隙处宜优先布置，孔后侧设置双层透水土工布包裹D=500mm的级配碎石的倒滤包，对中安设。
（7）挡墙伸缩缝缝宽30mm，缝中嵌沥青马蹄脂，伸缩缝约20m设置一道。
（8）桩与面板连接采用植筋连接，植筋工程应满足相关规范要求。
（9）桩身应预埋声波测试管，进行桩身质量检测。
5.4排水工程
（1）水泥：宜用普通硅酸盐水泥，不得使用高铝水泥，其强度等级不低于42.5MPa。
（2）砂：宜用中细砂，当采用特细砂时，其细度模不得小于0.7。砂的含泥量按重量计不得大于3%，云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量按重量计不得大于1%。
（3）水：宜用饮用水，不得使用污水。
（4）石材：要求采用外观质量好，耐风化，强度高的块片石或条石，其质量应符合《砌体结构设计规范》GB50003-2001的要求。
（6）土石方开挖应人工进行，不得爆破施工。土石方开挖前应人工清除沟渠范围内的树木及杂草等，并清除其根系；遇耕地应清除地表腐土、淤泥等。
（7）校核各条截排水沟纵坡i（纵坡i大于0.3％），按设计要求确定设置跌水或急流槽的平面位置。
（8）按设计要求开挖沟渠，并人工夯实沟渠侧壁及沟底，夯实系数不小于0.9。若遇基岩应清除表层强风化层，并找平。不同持力层交界处应设变形缝，并设置止水带，并用沥青麻筋嵌缝。
（9）截、排水沟应每15～20m设置一道伸缩缝，缝宽30，沟底设置止水带，并用沥青麻筋嵌缝。
（10）沟渠走线应尽可能的走直线，若遇拐弯转折则应以曲线连接，弯曲半径不得小于沟渠底宽的5倍。
5.5监测
本段边坡坡顶（支护结构顶部）水平位移和竖向位移监测点应沿基坑周边（支护结构顶部）布置，基坑周边中部、阳角处应布置监测点。监测点间接不宜大于20m，监测数目3个。监测点设置在基坑边坡坡顶和冠梁上。
本段基坑边坡及支护结构监测报警值为30mm.
6 工程支护效果
（1）本边坡工程已施工完成，经监测坡顶变形量累计值最大为18.60mm，对坡顶建筑的保护作用较强，达到了边坡支护安全的预期效果。
（2）对本设计中超长的抗滑柱采用旋挖桩是恰当的，旋挖施工桩基首先降低了施工安全风险，其次提高了施工速度，再次采用旋挖桩施工工程开挖单价较低，有利于节约造价。
（3）但旋挖桩施工的桩身表面较为毛躁，桩身光滑度差，特别是本工程桩身在填土中开挖浇筑，桩身漏浆现象严重，边坡成型后美观度极差。
（4）双排旋挖桩适用于填土厚度较大的坡段支护，在当今城市土地资源日趋紧张的情况下，采用该支护手段有利于对填土厚度较大地块的利用率，有一定经济几社会效益。