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建筑边坡工程技术

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建筑边坡工程技术

建筑边坡工程技术范文第1篇

关键词:建筑施工;边坡治理;施工技术

中图分类号:TU74 文献标识码: A

一、边坡支护技术

在建筑边坡治理工程中支护技术是保证环境安全的基本手段,这其中包括主动防护和被动加固等关键技术。我们常见的支护结构型式主要包括七种:重力式挡墙、板肋式或格构式锚杆挡墙支护、悬臂式支护、坡率法、锚喷支护、排桩式锚杆挡墙支护、扶壁式挡墙等。除了以上七种之外植草防护也属于边坡支护的一种,但是比较特殊,它是运用植被对边坡进行的一种加固,主要是为了减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。

二、锚杆施工程序及施工方法

2.1 锚杆工艺性试成孔施工

在进行边坡支护技术使用的过程中,大多会采用锚杆施工技术,因此,为了确保该项工艺的顺利开展并且提供准确的参数,应该在正式的使用之前进行必要的锚杆工艺性试成孔试验研究,在施工的过程中严格的按照已有的图纸进行施工。将各种数据如实的传递给方案设计人员,以便于专业技术人员对方案的可行性作出分析和判断,及时调整设计,满足设计要求。同时也为下一步锚杆施工的顺利开展提供条件,试验资料的积累也可以促进边坡治理工程水平的进一步提升。

2.2 施工要点

首先,在进行钻孔的过程中,开始的时候应该以一种较慢的速度开始,等到正常以后再进行全速的开钻。在施工的过程中,钻具与钻杆之间必须保持垂直,在开钻以后在粗经钻具的上面增加一个扶正器,并且在后面的钻孔过程中逐步的增加扶正器,确保锚杆的工艺达到设计图纸的要求。当钻孔出现坍塌的情况以后,应该及时的采取相应的措施,挽回损失确保各项工艺符合设计与规范的要求。

其次,当钻孔完成以后,就应该进行清孔的的工作,利用清水将孔内的岩粉、岩屑以及岩渣等杂物清理干净。在完成清孔工作以后,孔底的各种杂物的厚度不能超过 50mm。如果底部的杂物沉积过多就会严重影响钻孔的效果,甚至会对整个的边坡治理工作产生一定的影响。

最后,在锚杆的制作过程中一定要严格的按照设计图纸进行加工,加工人员一定要是专业的人员,确保各项参数能够符合设计图纸的各项要求。当锚杆需要进行焊接的时候,一定要采用双面搭接焊的工艺或者是单面搭接焊的工艺,对于焊接的使用一定要严格的遵循相关的技术要求。然而,对于锚杆最主要的是保持表面的洁净,不能在表面沾染上任何杂物,更不能出现腐蚀的现象。

2.3 灌浆

在灌浆的工作中,最常用的方法是压力灌浆法,该方法主要是运用专业注浆泵利用一定的压力向孔内压注水泥砂浆或水泥浆,以胶结围岩裂隙,并将锚索杆体锚固于锚固段中。在施工过程中,首先要根据设计要求安装孔内止浆塞,注浆时严格控制注浆压力和注浆量。当钻孔周围出现漏浆现象时应分次序灌注或间歇注浆。在拔管过程中,应保证管口始终埋在砂浆内。压力不宜过大,以免吹散砂浆。待砂浆回流到孔口时,用碎石捣入孔内再用湿粘土封堵孔口,并严密捣实。再以300KPa的压力进行补灌,稳压数分钟后即可。

注浆应采用多次间歇注浆法,注浆完毕后应及时观察浆面有无下降,并及时进行适当补浆,如此反复。若上述效果不佳,可再采用双液注浆,即采取水泥浆液和水玻璃等化学浆液按照一定比例进行双液混合注入的方法。

2.4 锚杆验收实验

当锚杆施工完毕以后,有必要对于施工的结果进行必要的检验,可以按照批量的 5% 来进行抽样作验收试验,从而确保施工的效果。验收试验的锚杆应该采用现场随机抽样的方式,如果质监、业主、监理或者设计单位对锚杆质量产生怀疑的时候,也应该进行必要的作验收试验。当砂浆强度达到 90% 以上之后,采取的验收实验方式就应该发生变化,采用循环加荷法的形式对锚杆进行必要的试验验收。

三、喷射砼的施工工艺及施工方法

3.1 喷射砼施工工艺

采用喷射砼施工的工艺流程主要包括以下几步,首先要进行施工前的准备工作,其次开始进行挂钢筋网,再次要进行必要的喷射工作,最后应该及时的进行喷水养护。对于喷射砼施工方法来说,有许多的要求,砼采主要采用的是分层喷射的方法,在这种工艺的要求下,分层的厚度应该在 30~50 mm 之间。这样才能确保该项工艺的顺利开展。

3.2 原材料选择

在进行原材料的选取的过程中,应该选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥等材料,水泥强度的等级不应低于 32.5MPa。同时应该采用中砂或粗砂这样坚硬耐磨的材料,细度模数应该不小于 2.5,含水率应该在 5%~7%。当采用坚硬耐久的卵石或碎石的时候,选用的材料的粒径应该小于 15mm,这样就可以有效的减少回弹率,尽量避免混合料在管路内发生堵塞的现象。如果想要加速喷射砼的凝结以及硬化,就应该尽可能地减少喷射施工的回弹率以及由于重力原因而造成的砼脱落的现象,除此之外,还可以通过增大一次喷射厚度或者减少分层喷射的间隔时间的方法来尽量避免该类现象。当将速凝剂加入到混合料的时候,初凝的时间应该小于 5min,终凝时间也应该在 10 min 以内。

3.3 混合料的配合比与拌制

首先,对于喷射砼中水泥与砂以及石之重量比应该严格的按照实验数据进行配比,这种情况下,水灰的比例最好应该在 0.40 到 0.45 之间,而对于速凝剂的掺入量应该有实验的数据来决定。其次,对于原材料的使用在计量方面,应该允许一部分误差的存在。水泥和速凝剂的误差应该控制在 ±2%,而砂、石的误差应该在 ±3% 左右。当使用强制式搅拌机进行混合料的搅拌的过程中,不应该低于 60 s的搅拌时间。在运输以及储存混合料的时候,应尽量避免雨淋、滴水以及大条石等杂物的渗入,保持混合料的洁净,在装入喷射机之前,应该对原材料进行过筛的工作。当采用干混合料的时候,应该采用随拌随用的方法,存放时间不能超过 20 分钟。

3.4 喷射作业

当采用该种工艺的时候,应该及时的进行一次性的喷射工作同时应该采用分区施工的办法,这样就可以最大程度上保证该项工艺的施工质量,同时也能有利于整个施工作业的管理。作业开始的时候,首先应该进行送风工作,然后再开机,最后在进行给料工作。结束时,首先应该做的就是等料喷完以后再关风。保持喷头与受喷面的垂直关系,同时要保持 0.6 到 1.0米之间的距离,这样就可以大幅度减少回弹率,同时达到降低粉尘浓度的目的,最终提升喷射砼作业的质量。

四、扶壁式挡墙施工技术要求

挡墙基础基坑的最大特点就是,在开挖过程中要分段进行,这样不容易造成边坡滑塌。开挖一段后,应立即施工该段挡墙,开挖方法宜采用人工开挖法。挡墙基底开挖后,应通知地勘单位进行验槽,地基承载力不低于250KPa。当地基承载力达不到设计要求值时,可采用CFG桩对地基进行处理经现场试验达到要求后,方可施工。扶壁式挡墙采用C25硅整体现浇,钢筋保护层厚度不小于4mm。挡墙底部铺设100mm厚C15混凝土垫层,每边宽出100mm。

结语

建筑行业的发展离不开必要的边坡治理工程,因此十分有必要对于边坡治理工程的施工技术加以研究,最大程度上提升建筑的施工水平,促进建筑行业的进一步发展,为国民经济的发展注入新的活力。施工过程中,严格按信息法施工的要求做好信息资料的收集、边坡的监测等工作,建立完善的信息反馈制度,及时向业主、监理和设计通报,以便及时根据施工中的各种信息、资料,对设计进行调整处理,确保边坡加固处理的安全性、可靠度和经济性。

参考文献

[1] 李航飞 . 延安黄土边坡双排桩支护结构力学性能研究 [D]. 长安大学,2010.建筑边坡治理工程的施工技术探究

建筑边坡工程技术范文第2篇

关键词:格构护坡;预应力锚索;坡底挡墙

中图分类号:TU43 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)15-0140-02

1 设计边坡概况

设计边坡位于永济路新建城市主干路的南侧,呈近东西向展布,为新建公路的路堑边坡。坡底紧邻路边,坡顶为一油库,设计边坡的坡角介于50?~55?之间,坡肩距油库外墙最小距离为3 m,坡高在16~20 m之间,其重要性等级为一级土质边坡。边坡由西露天矿早年采矿剥离的废弃物所组成,主要为大小不一煤矸石,夹由粘性土,堆积年限大于50 a,呈稍密~中密状态,地基承载力特征值介于120~140 kPa之间,原始边坡的稳定坡角一般在40?~50?之间,坡体上未见有地下水的出露点,地下水位位于设计坡底之下。

2 设计边坡稳定性验算

根据现场实际调查,原始边坡的主要破坏有两种形式,一是坡体局部直立段的崩塌破坏,一般规模不大;二是陡倾段上的平面滑动破坏,规模较大。一般情况下,稳定边坡的坡角均介于40?~50?之间,即当坡角小于40?时,坡体处于正常的稳定状态(或认为其为临界状态)。依据边坡所处的环境条件及工程地质条件特征,结合类似场地的经验,取土体的内摩擦为φ=35?;考虑到土体中含有一定的粘性土成分,有一定的粘聚力,因此,取等效内摩擦为φ=40?;天然容重平均值为γ=18 kN/m3;饱和容重γw=20 KN/m3;考虑到破顶油库院内有消防通道,汽车及行人动荷载按P=10 kPa计取;按7度设防标准,取水平地震影响系数α=0.08;不考虑地下水对边坡的影响。采用平面滑动法计算公式,选最不利的部位,取单位宽度,以35?角为滑面倾角,对设计边坡进行稳定性验算。

验算时按三种不同的工况考虑,即:正常工况(边坡处于天然状态下的工况);非正常工况Ⅰ(边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况);非正常工况Ⅱ(边坡处于地震荷载作用状态下的工况)。

2.1 正常工况下

土体取天然容重γ=18 kN/m3,取等效内摩擦角为φ=40?,滑体总重为G=PL+γS=1 864 kN/m。

KS=■=0.78

2.2 非正常工况Ⅰ

此时,土体取饱和容重γw=20 kN/m3,抗剪强度有所降低,取等效内摩擦角为φ=37?。滑体总重为:

G=PL+γwS=2 060 kN/m

KS=■

2.3 非正常工况Ⅱ

土体取天然容重γ=18 kN/m3,取等效内摩擦角为φ=40?,滑体总重为G=PL+γS=1 864 kN/m。

KS=■=0.55

式中:KS为边坡稳定系数;P为坡顶消防通道上的汽车动荷载,P=10 kPa;L为坡顶消防通道的道宽(m);γ、γm为土体的天然容重、饱和容重(kN/m3);S为滑体断面积(m2);?茁为滑动面倾角(?);φ为土体的等效内摩擦角(?),在天然状态时取φ=40?、暴雨时φ=37?;a为水平地震影响系数,a=0.08。

3 边坡加固防护工程设计

3.1 设计执行标准

《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002);《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006);《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:2002);《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002);《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)。

3.2 加固防护工程措施

根据对设计边坡稳定性验算结果,取非正常工况Ⅰ为最不利前提条件,对设计边坡采取工程措施进行加固防护。

依据边坡以滑动破坏为主,间有局部崩塌,具有塌滑的破坏特征,结合边坡的地形地貌条件,设计采用坡底挡墙,坡面采用现浇钢筋混凝土格构加预应力锚索的永久性加固防护措施。格构间为防止散碎石块的崩落和固土,设置一层φ8的防腐格宾网(600 mm×60 mm)。

3.2.1 坡底挡墙

设计坡底挡墙的主要目的,一方面是作为坡面格构生根的基座,对格构具有顶托作用。另一方面是作为人行道的边墙,具有干净利落的美化作用。

坡底挡墙采用浆砌毛石,上顶宽0.5 m,以人行道路面标高为准,高出露面1.5 m,深部埋深大于标准冻深1.2 m。坡面倾角按1:0.25,要求毛石的强度要大于M20,采用M7.5的水泥砂浆砌筑。

3.2.2 预应力锚索

本设计中,单位宽度锚索的总锚固力是在非正常工况Ⅰ的前提下,按最不利剖面使其稳定性系数达到1.2时而求得,即:

所需单位宽度顺坡的总拉力为T=G(Ks・sin?茁-cos?茁・tanφ)=922 kN/m。

设锚索的倾角为20?,则单位宽度锚索轴向拉力应为:

N=■=751.3 kN/m

设锚索的纵向间距为2.5 m,横向间距为3 m,纵向可设置7排,横向为3 m,则单根锚索的轴向拉力设计值为Na=■Nz=322 kN。

预应力锚索的设计按《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)中的相关要求及计算公式进行。而边坡由稍密状态的煤矸石层组成,锚索设计时充分考虑了地层条件对现浇钢筋混凝土格构反力的限制,并以最大限度的增加土体抗剪强度为目的,本工程锚索设计以低轴向拉力、小间距、多布置为原则。

因此,设计锚索孔径为φ130 mm径,锚索采用高强度、低松驰的3ФS15.2钢绞线,强度标准值1 860 MPa,强度设计值1 320 MPa,截面积为137.44 mm2。锚孔采用水灰比为0.4:1~0.45:1,灰砂比为1:1的水泥砂浆灌注,其强度等级不低于M30。取土体与锚固体粘结强度特征值为90 kPa,按单根锚索所需的轴向拉力设计值Nai=325 kN计算,其锚固段应大于8.8 m,即锚索的锚固段需锚入潜在滑移面内≥9.8 m(含1 m的自由段)。

锚索的锚拉力应以现场拉拔试验为准,必要时需根据试验结果调整设计参数,要求进行一组三根。

3.2.3 现浇钢筋混凝土格构

现浇钢筋混凝土格构按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)中的相关要求进行设计,并以煤矸石地基承载力特征值为120 kPa为前提,考虑地震作用,按连续梁的计算公式进行计算。设计钢筋砼格构规格为400 mm×400 mm,砼强度等级为C25,主筋采用HRB335级4Φ25钢筋,箍筋采用HPB235Ф8@200钢筋。格构沿纵横向布置,原则上其间距纵向为2.5 m,横向为3.0 m设计,施工时应根据坡面地形特征具体调整。

3.2.4 稳定性校核

采取预应力锚索加钢筋混凝土格构后,按非正常工况Ⅰ的计算公式进行校核:

KS=■1.23>1.2

满足设计要求。

3.2.5 地基承载力校核

单根预应力锚索的最大预应力为400 kN,格构梁的最小总面积为3.6 m2,即所需地基土承载力为112 kPa,而此处煤矸石的地基承载力特征值介于120~140 kPa之间,认为满足设计要求。

3.3 设计要求

①锚索成孔禁止用水钻进,以确保不因施工而使边坡恶化。钻进中应对地层变化、进尺速度、地下水情况及特殊情况作准确的记录,实际钻孔深度要大于设计深度0.5 m。

②本设计中锚索灌浆所使用的水泥为普通硅酸盐水泥,其强度不低于42.5 MPa。其他材料要求应符合《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)的相关要求和规定。

③本设计的施工要求应严格按《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)的相关要求和规定执行。

④见于工程的复杂性和特殊性,本工程采用“动态化设计,信息化施工”的原则,要求施工时要密切注意场地施工条件的变化,发现与设计条件不符时或变化时要及时与设计单位和建设单位沟通,以便采取相应的处理措施。

4 结 语

格构护坡应考虑摩阻力的影响,摩阻力与预应力锚索、钢筋混凝土格构、路堑边坡坡脚、格构与岩体接触面粗糙度等因素有关,在实际设计及施工中应引起重视。

抚顺市永济路改造中应用格构护坡,通用一年多的运行,护坡状况良好,大大提高了边坡的稳定性,起到到了良好的防护效果,既经济又美观。

参考文献:

[1] GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[2] DZ/T 0219-2006,滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[3] CECS 22:2002,土层锚杆设计与施工规范[S].

建筑边坡工程技术范文第3篇

关键词:抗浮锚杆,地下室,抗浮设计

中图分类号: U455.7+1 文献标识码: A 文章编号:

在水位较浅的地区,如果高层建筑物有突出主楼的地下室,或者单层、多层建筑设有地下室时,很多时候会存在建筑物抗浮的问题。

地下室抗浮设计经常采用的方法有:配重、盲沟排水(人工降低水位减少水浮力);锚杆抗浮。由于配重覆土会增加结构自重及影响建筑层高,盲沟排水是一个长期过程且操作复杂,而锚杆抗浮工艺成熟、施工简单、造价低廉,且不影响建筑使用,是当前抗浮设计采用最广泛的的方法。

进行抗浮锚杆设计之前需要具备的相关资料:

1.场地地层结构:应由地质勘察部门提供,并确定地层中有适合设置锚杆的土(岩)层。永久性锚杆的锚固段不应设置在以下地层中:(1)有机质土、淤泥质土;(2)液限WL>50%的土层;(3)相对密实度Dr

2.抗浮水位:应由地质勘察部门提供,最高抗浮水位应与建筑物的设计使用年限一致。

3. 锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值fmg:应由地质勘察部门提供,初步设计时可参照《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005)表7.5.1-1、7.5.1-2中的推荐值。

4.锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值fms:应通过试验确定,初步设计时可参照《规程》表7.5.1-3中的推荐值。

5.相关系数:其他相关参数的选取可参照《规程》相应条款。

二、抗浮锚杆的设计内容:

1. 锚杆的布置:抗浮锚杆的布置可分为基础下集中布置、基础下满布和止水筏板下满布。如果基础形式采用柱(墙)下独立基础、柱(墙)下条形基础、梁筏时,可把锚杆集中布置到扩展基础或基础梁下,这样可以利用结构自重消除一部分水浮力,但止水筏板配筋较大;基础下满布适用于各种基础形式,水浮力全部由抗浮锚杆承担,形式简单,施工方便,但没有有效利用结构自重,锚杆较多;止水筏板下满布适用于条形基础+止水笩板、梁筏等基础形式,要求上部自重能够消除一部分水浮力,而锚杆仅与筏板共同工作,此种布置方式经济简单,受力明确,但受基础形式限制较大。

2.确定单根锚杆承担的水浮力,即锚杆的轴向拉力设计值(Nt);

3.确定锚杆的截面面积,即计算杆体的钢筋面积;

4.确定锚杆的长度,应根据锚固段注浆体与地层间的粘结强度、锚固段注浆体与筋体间的粘结强度分别确定锚杆的长度,并取大值;

5.抗浮锚杆设计中还应考虑基础底板的裂缝情况。

三、工程实例:

郑州郑东新区某综合科研楼,主楼17层,裙房6层,北边、西边有两跨突出主楼的单层地下车库,地下室基底标高-7.500m,室内外高差300,单层地下室柱网为6350×8000,工程抗浮水位埋深1m。

基底土层为:③层粉土,平均厚度1.00m;④层粘土,平均厚度7.00m,土体与锚杆粘结强度特征值20kPa;⑤层细砂,平均厚度11.00m,土体与锚杆粘结强度特征值80kPa。

主楼基础采用CFG桩+1200厚筏板基础,裙房基础采用800厚筏板基础,单层地下室基础采用独立基础+止水笩板。经验算,主楼和裙房均能满足抗浮要求,仅对单层地下车库设置抗浮锚杆,设计过程如下:

1.计算水浮力:

=1.05×10×(7.5-1.3)=65.1KN/㎡。

2.锚杆截面面积:选用直径150全长粘结型锚杆,单层地下室下按间距2.0m满布。

=2.0×2.0×65.1=260KN

=(1.6×260×1000)/400=1040㎜,

选用322,截面积1140㎜2;

3.锚固段长度:

=1.5×3.14×0.15×(20×7+80×8)

=551KN

=3×3.14×0.022×0.8×2500×15×1.5

=9326KN

KNt=2.0×147=294KN,因此选择锚杆的锚固长度可取15m满足要求,锚杆总长为16m。

四、重点问题:

抗浮锚杆没有对应的国家规范,主要参照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)和《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005),而这两本规范是主要针对边坡工程的,与抗浮设计还有一定差异,所以相对于规范,当地经验、施工工艺和实验结果更重要,因此在施工图中应注明单根锚杆抗拔承载力应由现场试验确定。在锚杆的选取上,可参照《规程》附录C,但不能过于局限,相对边坡工程中水平向或斜向锚杆而言,竖直向的抗浮锚杆施工更方便,锚杆质量更有保证,因此个人认为锚杆长度可适当放宽、锚固长度对粘结强度的影响系数可取大值。

参考文献:

[1]CECS22:2005 岩土锚杆(索)技术规程.

建筑边坡工程技术范文第4篇

【关键词】抗浮锚杆;水浮力;抗拔力;布置方式;注意事项

【工程概况】

笔者在深圳做的某工程为大底盘带多塔的结构。塔楼下的地下室由于塔楼自身的重量能够满足抗浮的要求,现着重讨论上部没塔楼的地下室的抗浮问题。本项目地下室的概貌及抗浮水位如图所示。现取中柱(8mX8.15m)进行讨论。

水浮力: 6x10=60KN/m2

负二层底板、地下一层及地下室顶板自重: 25x0.5+6+6.3=24.8KN/m2(由广厦软件中计算结果求得)

地下室顶板覆土自重:16x0.8=12.8KN/m2

地下室底板建筑做法自重:22x0.1=2.2N/m2

抗浮总重:24.8+12.8+2.2=39.8KN/m2

参考广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2003第5.2.1条规定,地下室抗浮稳定性验算应满足式6.1.6的要求:

W/F≥1.05 (6.1.6)

所需抗浮力:1.05x60-39.8=23.2KN/m2

柱下独立基础(地下室侧壁位置的柱下基础除外)位置设锚杆抗浮:

当抗浮面积为: 8X8.15=65.2m2 此时基础下设锚杆抗浮所需抗拔力: 23.2X65.2=1512.64KN

取单根锚杆的抗拉承载力特征值为310KN,需锚杆根数:n=1512.6/310=4.9,取n=5

根据《岩土锚杆(索)技术规程》第7.4.1条:

单根锚杆需要钢筋面积:1.6X1.3X310X1000/400=1612mm2

(式中1.6为锚杆杆体安全系数,1.3为荷载分项系数),故选用3}28(As=1847mm2)

根据《广东省建筑地基基础设计规范》第11.2.2条,故采用3}32钢筋(As=2413mm2)

取锚杆孔径为D=150mm

根据《岩土锚杆(索)技术规程》第7.5.1条计算锚杆锚固长度:

根据《广东省建筑地基基础设计规范》第11.2.1条式11.2.1-3,

锚杆的有效锚固长度为:

式中f i为砂浆与第i层岩石间的粘结强度特征值,l为第i层岩体中的锚固长度,d为锚杆孔直径,Rt为单根锚杆的抗拔承载力特征值。

根据《建筑边坡工程技术规范》式7.2.3,锚杆锚固体与地层的锚固长度为:

根据《建筑边坡工程技术规范》式7.2.4,锚杆钢筋与锚固砂浆间所需的锚固长度为:

式中γo为边坡工程重要性系数,γQ为荷载分项系数,N为锚杆轴向拉力标准值,ξ3为钢筋与砂浆粘结工作条件系数,d为锚杆钢筋直径,f为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值,n为钢筋根数。

故取锚杆的有效锚固长度为:2.5m

抗浮锚杆承载力特征值估算:Fa=∑qsiuili=400x3.14x0.15x2.5=471KN>1.3x310=403KN (qsi为岩土体与锚固体粘结强度特征值)

锚杆的布置方式一般有集中点状布置、集中线状布置、面状均匀布置等方法。它们都有各自的有缺点:

1. 集中点状布置,此方法推荐用于坚硬岩。一般布置在柱下,此次的案例就是采用的这种方法。优点:可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力;由于锚杆布置集中,对于地下室底板下的外防水施工也比较方便;对于个别锚杆承载力不足的情况,由于有较多的锚杆分担,有很强的抵抗力。缺点:要求锚固于坚硬岩体中,不适用于软岩与土体,破坏往往是锚固岩体的破坏;由于局部锚杆较密,锚杆施工不方便;地下室底板梁板配筋较大。

2. 面状均匀布置,此方法可用于所有情况。在地下室底板下均匀布置;优点:适用于所有土体和岩体;地下室底板梁板配筋较小。缺点:不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力(个人认为考虑的话偏于不安全);对于个别锚杆承载力不足的情况,由于能分担的锚杆较少,此情况抵抗力差;由于锚杆布置相对分散,对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。

3. 集中线状布置,此方法推荐用于坚硬岩与较硬岩。一般布置于地下室底板梁下;优点:由于锚杆布置相对集中,对于地下室底板下的外防水施工也比较方便;对于个别锚杆承载力不足的情况,由于有较多的锚杆分担,有较强的抵抗力。缺点:不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力(个人认为考虑的话偏于不安全,对于跨高比小于6的底板梁,可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力),要求锚固于较硬岩体中,不适用于软岩与土体;地下室底板板配筋较大。

注意事项:

1)集中点状布置,抗浮锚杆与岩石锚杆基础结合为优,需注意柱底弯矩对锚杆拉力的影响,特别是柱底弯矩较大的时候;

2)参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》,应选用永久性锚杆部分内容;

3)岩石情况(坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩)应准确区分,可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》表7.2.3-1注4;

4)锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定,可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》附录C;

5)抗浮设计水位的确定应合理可靠,一般应由地质勘测单位提供,比较可靠和有说服力,应设置水位观测井,对于超出抗浮设计水位的情况应有应对措施;

6)锚杆抗拔承载力特征值现场试验时由于一般为单根锚杆加载,未考虑锚杆间距影响(附图一填充部分),特别是锚杆间距较为密集时的情况;当单根锚杆影响范围内的土体自重(附图二填充部分)大于锚杆拉力时,可以不考虑锚杆间距影响;

7)由于锚杆钢筋会穿过底板外防水,锚杆钢筋应有防水措施;

8)锚杆锚固体与(岩)土层的锚固长度应取有效锚固长度,由于基坑开挖会对底板下土体有一定扰动,特别是采用爆破开挖的基坑,一般要加300-500MM;

总结:

建筑边坡工程技术范文第5篇

关键词:边坡稳定 支护方案 选型 抗滑桩

Abstract:Factors affecting the slope stability and slope support scheme are studied, while the characteristics of collapsible loess slope, topography , geology and the characteristics of building slope in Yanan are analyzed. Then the main slope support types are determined, of which the single-row anti-slide pile support is a better way for slope processing in Yanan.

Key words: Slope stabilitySupporting schemeSelection of Anti slide pile

中图分类号:U213.1+3文献标识码:A

近年来,随着山区、高原地区城市(如重庆、延安等)经济发展迅速,城市规模不断扩大人口数量也不断增多,建筑用地越来越依靠山地开发,大量高层、超高层建筑的不断涌现,使得边坡支护的难度越来越大,迫使工程技术人员必须从新的角度去审视边坡支护问题。

合理的建筑边坡支护工程,需要结合建筑边坡的地形、地质、水文条件、边坡形成机理及发展情况,因地制宜采取一种或几种支护或加固措施,达到防止边坡失稳灾害产生或治理已发生的滑坡灾害的目的。通过分析不同类型的边坡支护方案特性,提出了适宜延安地区的经济高效的边坡支护方案。

1选取边坡支护方案的基本原则

影响建筑边坡支护选型的因素,主要有边坡的地形条件、边坡性质和边坡变形失稳机理、支护结构安全合理与可实施性、环境保护、新技术、新工艺、新材料的应用及当地经济社会发展水平等[1]。

1.1地质条件

地质条件是建筑边坡支护设计最基础、最重要的因素,包括地形地貌、地质构造、工程地质、水文地质及地表水、不良地质作用等。

地形地貌一方面反映的是建筑边坡的原始面貌,是边坡稳定性的控制因素之一,也是建筑边坡稳定性分析可以作为参考借鉴的宏观判据;另一方面,地形地貌还影响着建筑边坡的水文地质条件,而水文地质条件对建筑边坡的稳定影响又非常大。地质构造不仅影响建筑边坡的地形地貌,更为重要的是影响建筑边坡土体的受力特征等。

1.2建筑边坡性质与变形失稳机理

边坡性质除了地质因素决定的建筑边坡固有特性之外,建筑边坡还有其它一些性质也是必须考虑的,比如是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡、坡高与坡比、建筑边坡的使用年限、建筑边坡的重要性与安全等级、边坡顶部的附加荷载、是否有震动因素等,这些性质都会影响建筑边坡支护结构型式的选择。

1.3支护结构安全合理与可实施性

根据建筑边坡的用途、性质、安全等级的差异,对稳定安全系数有着不同的要求。边坡支护必须以安全为本,合理的建筑边坡支护必然是安全的,但安全的支护不一定都是合理的。这就有一个可靠度和安全度的协调问题,如临时支护比永久支护采用的安全系数要低,因为它可能不考虑或者说少考虑一些潜在的不利因素。

1.4环境保护

选择支护方案时必须考虑到工程结构对环境的影响、施工对环境的影响、施工中可能产生次生灾害的可能性等,同时随着环保意识的提高,支护型式还应考虑环境保护的要求。应尽量减少对原始地质及生态环境的扰动破坏如大规模挖方和大规模填方等,对建筑边坡的支护坡面尽量进行绿化,尽可能让边坡景观与自然环境和谐。

此外,边坡支护还应该重视新技术、新工艺、新材料的应用,可以提高工效、降低成本、保护环境、克服难度。最后还必须考虑当地的经济发展水平和施工水平,从而制定合理的边坡支护方案。

2不同边坡支护方案对比

2.1 放坡

放坡开挖造价经济,是建筑边坡支护设计时应首先考虑的支护型式,适用于地下水少、边坡土质条件较好的场地,且往往需要较大的施工空间,雨水多时易发生事故。

2.2重力式挡土结构

挡土结构是一种结构体系,以维护土坡的稳定,并使挡土结构两侧的土体保持一定的高度差[2]。在山区建设中,以及房屋、道路、铁路、桥梁等各种土木建设中,都用到挡土结构。常用的有重力式挡土墙和扶臂式挡土墙。

重力式挡墙基础底面大、体积大,如高度过大则不利于土地的开发利用,也往往是不经济的。针对延安地区的土质特点及建筑边坡的特点由于填方边坡较少,故不考虑采用扶臂式挡土结构。在边坡高度较低及施工条件允许的情况下可适当考虑使用重力式挡土结构。

2.3锚杆(索)挡墙

岩土的锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高自身强度和自稳能力的一门工程技术;它是通过采用特殊的手段提高钢材、钢丝、钢绞线变成长期处于高应力状态下的受拉结构,从而增强被加固岩体的强度,改善岩体的应力状态,提高岩体的稳定性。

考虑到延安地区用地紧张、场地受限和工期要求紧等因素的影响,在一般的建筑边坡支护中不建议采用锚杆(索),但在较复杂的地质情况或上部荷载较大等特殊条件下可考虑采用。

2.4抗滑桩

抗滑桩是一种穿越坡体并在一定深度处锚固的构筑物[3],上部的坡体推力作用通过抗滑桩传到稳定的基床,达到稳定边坡的目的,是边坡治理中常用的技术措施之一。

排桩支护结构,主要用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢板桩及预制钢筋混凝土板桩为主要受力构件。可以是桩与桩连接起来,也可以在钻孔灌注桩间加一根素混凝土树根桩把钻孔灌注桩连接起来;或用挡土板置于钢板桩及钢筋混凝土桩之间形成的围护结构。

2.5桩锚支护结构

桩锚结构体系[4],是在岩石锚杆理论研究比较成熟的基础上发展起来的一种挡土结构,它由竖桩(立柱)、岩石锚杆、面板、压顶梁、联系梁等构件组成。

桩锚支护结构的尺寸相对较小,而整体刚度大,在使用中变形小,有利于满足变形控制的要求;桩锚支护结构的施工相对较为简单,而且由于边坡外侧没有支挡,有较大的净空空间,从而能确保土.方开挖与运输、结构地下部分施工所需的作业空间,也为提高工效、节省工期创造了一定条件;桩锚支护结构的造价相对较低,有利于节省工程费用。

桩锚支护结构的缺点:

(l)桩锚支护结构所占作业空间较大,锚杆的设立要求场地有较宽敞的周边环境和良好的地下空间;

(2)需要有稳定的土层或岩层以设置锚固体;

(3)地质条件过于复杂或土压力太大时使用桩锚支护结构,容易发生支护结构的受弯破坏或整体倾覆破坏。

2.6地下连续墙

地下连续墙的墙体刚度大,整体性好,具有较好的耐久性和抗渗性能,甚至可以作为永久结构的一部分或全部来使用,有比较突出的优点,但由于其造价高和工期比较长等不足,对于一般情况的建筑边坡,支护型式不考虑采用该种型式。对于地形和地质条件复杂、坡顶超载特别大、受力比较复杂及施工条件复杂等特殊情况下的边坡支护,可以考虑采用地下连续墙。

表1 不同边坡支护方式对比

3 边坡支护方案选取

延安地处西北内陆,属半湿润半干旱大陆性季风气候。延安市属于陕北黄土高原的梁赤沟壑区,地貌类型较为复杂,现今梁筛起伏、沟壑纵横、河谷深切。岩土类型可划分为坚硬-半坚硬岩石、松散土。其中松散土中的黄土又可分为湿陷性黄土、非湿陷性黄土两种,他们分布最为广泛,对延安山区建筑边坡稳定有重要影响[5]。

可以用于建筑边坡支护的方案比较的多,各种支护方案都有它们的特点和适用范围,考虑到延安城市开发的地质、水文及社会经济水平等各项实际情况,主要选用的型式主要有:重力式挡土墙,抗滑桩,桩锚体系。根据延安市城市山地开发的实际情况,围绕着节约土地和节省工期的目的,在建筑边坡的支护选择上优先选用抗滑桩支护系统。

4 结语

选取边坡支护方案的基本原则应考虑边坡的地形条件、边坡性质和边坡变形失稳机理、支护结构安全合理与可实施性等条件,通过对比不同边坡支护方案的优缺点,针对延安地区的地质水文气候特点,建议在延安地区建筑边坡支护优先选取抗滑桩支护系统。

参考文献

[1]徐国民,杨金和.边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择[J].昆明理工大学学报(理工版),2008,4:51-53

[2]黄求顺,张四平,胡岱文. 边坡工程[M],重庆:重庆大学出版社,2007.

[3]瞿万波. 边坡抗滑桩作用机理及其优化研究[D].重庆:重庆大学,2005.

[4]高大钊. 土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

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