扶壁式排桩在武汉某人工填土高边坡支护中的应用

扶壁式排桩在武汉某人工填土高边坡支护中的应用

刘海涛 孙盼

中南勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430071

摘要：本文对边坡工程常用的支护结构型式做了简介，主要论述了扶壁式排桩在边坡支护工程中的成功应用。通过武汉光谷某人工填土高边坡的综合治理案例，论述了人工填土高边坡支护的设计方案及扶壁式排桩施工工艺，同时介绍了桩间填土注浆加固和坡面植草、喷籽绿化工艺等综合治理措施。

关键词：高边坡支护；扶壁式排桩；桩间土注浆加固；植草和喷籽绿化

引言

在建筑场地或其周边，由于建筑工程或市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建筑物安全或稳定有影响的自然斜坡统称为边坡。为保证边坡及其周边环境的安全，边坡支护主要是对其采取增强、支挡、加固与防护措施，使其满足安全、适用和耐久性等要求。城市建设中尤其是山区城镇开发，经常会遇见边坡支护等问题，为防止潜在的边坡灾害发生，因此在工程建设中查明边坡的情况并采取相应的预防及治理措施显得尤为重要。

1工程概况

该人工填土高边坡位于武汉市东湖高新区光谷新城，边坡长度约为175米，呈围椅状，中间高两端低。坡顶高程为54～62m，坡底高程为53m，边坡高度为1～19m。边坡安全等级为一级至三级。

1.1 工程地质条件

原始地貌属长江冲积三级阶地剥蚀堆积垄岗区。地勘报告反映填土厚约0.0～20.0m，填土下为Q³老粘土及红粘土，下伏基岩为三叠系灰岩（埋深大于大于30米）。边坡中段填土厚约20米，填土下分布7米后硬塑Q³老粘土及9.8米可-硬塑红粘土，红粘土下为灰岩。制约边坡稳定性的主要是上部填土。

1.2水文地质条件

场地属亚热带季风湿润气候，雨量充沛。地下水类型主要为填土中的上层滞水、灰岩中的岩溶裂隙水两大类。对边坡影响较大的是上层滞水及大气降水。

1.3周边环境

边坡北侧场地原始地形较低，后经人工回填后形成一土丘，堆填年限大于10年。东西两侧地势逐渐降低，南侧经平整后为某大型购物商业中心，距离坡底边线7米为商业中心道路，道路宽约6米，路面高程为53.0m。临边坡8#停车楼基础型式采用天然地基，无地下室，室内正负零高程为53.3米.下图1为场地地形及周边环境图。

图 1 场地地形及周边环境图

2 高边坡支护设计方案

2.1支护方案选择

结合该高边坡工程特点、工程地质与水文地质条件、周边环境等，选择将土坡卸载至预定坡比后，采用坡顶卸土、抗滑桩、护壁式排桩、桩间填土注浆加固和坡面植草、喷籽绿化工艺等综合支护加固方案。本文重点论述边坡最高处扶壁式排桩的设计与施工。

2.2支护方案设计

由 于边坡中段最高处达19米，且为填土边坡，红线为支护桩外侧边线，红线外山体灌木丛等绿植要保留，坡顶施工破坏段要求坡面植草、喷籽绿化。同时，武汉市规定永久支护结构体系不能出红线，该规定限制了采用桩锚支护的可能性。考虑到双排桩支护造价及其占用空间，综合对比后决定采用扶壁式排桩支护。图2为支护剖面图，图3为施工过程中的初步形状。

图2 扶壁式排桩支护剖面图 图3 扶壁式排桩支护施工过程

3 扶壁式排桩施工技术

该段高边坡重要性等级为一级边坡，根据规范要求须进行信息施工法。施工顺序可总结如下:作业面平整→灌注桩（跳打）施工→粉喷桩加固→削方挖土修坡→扶壁及其基础施工冠梁施工→桩间挂钢筋网喷砼→截、排水设施施工→坡面植草喷籽。

3.1灌注桩的施工

桩排施工前，应清除场地内杂物，满足灌注桩施工条件。桩身混凝土为C30，灌注桩直径φ=1200mm，桩长L=21.2m，间距1700mm，主筋为30根28mm的螺纹钢。主筋搭接长度、保护层厚度、焊接、孔径及孔底沉渣等须满足规范规程要求，施工时须跳打施工，钻进过程中对应每一个桩孔的地层变化、钻进状态、地下水、泥浆比重、泥浆稠度及一些特殊性情况做好现场记录。

3.2扶壁施工

采 用扶壁式排桩支护的边坡必须按"由上而下，先撑后挖"的原则施工，设置好的扶壁受力状况必须和设计计算的工况一致。扶壁梁与水平面的夹角原则上不大于60°。扶壁施工时，须跳槽开挖，扶壁两侧土方视土质情况按一定坡比放坡支护，最后分层开挖扶壁之间的土垛。扶壁基础持力层为硬塑状态Q³老粘土层，局部超挖地段可采用C20素砼回填至基底标高。扶壁与悬臂桩之间须采用植筋连接，植筋孔径、植筋深度、胶凝程度等应满足相关规范规程要求。图4为扶壁立面图，图5为扶壁剖面图。

图4 扶壁立面图 图5 扶壁剖面图

3.3桩间土注浆加固施工

桩间土为填土，需要采用粉喷桩注浆加固，粉喷桩采用高压旋喷桩工艺，桩径φ700mm，间距1700mm，桩长以进入原状土不小于1米控制，选择42.5MPa普通硅酸盐水泥，每米水泥用量80±5Kg。施工时粉喷桩应连续施工，相邻桩施工间歇及喷浆搅拌时钻头提升或下沉速度应满足规范规程要求。

3.4 桩间挂网喷砼

边坡开挖应按要求分段分层进行，严禁超深度开挖，也不应超长度开挖。机械开挖后，应辅以人工修整坡面。桩间钢筋网应通过膨胀螺丝固定在悬臂桩上，采用C20混凝土进行喷射，且应分段、自下而上进行喷射，射流应垂直喷射面，喷射厚度、喷射压力及间隔喷射时间及养护应满足规范规程要求。

3.5坡顶卸载放坡及坡面植草喷籽

坡顶不能挂钢筋网直接喷射C20混凝土，而应从保护环境及绿化等角度出发，对坡顶土面碾压处理后须进行植草喷籽固化。扶壁及桩间为混凝土面层，可考虑彩绘或批绿植进行美化。坡顶及坡底截排水沟应按汇水面积要求设置，并及时跟进监测。

结语

针对本人工填土高边坡，采用坡顶卸土、抗滑桩、护壁式排桩、桩间填土注浆加固和坡面植草、喷籽绿化工艺等综合支护加固方案。尤其是边坡中间最高段采用扶壁式排桩结构进行支护，可有效控制边坡的位移和变形。后期的监测结果表明，该支护方案使得北侧人工填土山丘得到了有效控制，达到了保证南侧商业中心工程顺利建设及保护周边环境的目的。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑边坡工程鉴定与加固技术规范[S].GB50843-2013.北京：中国建筑工业出版社.

[2]杨柏轩 隆威. 预应力锚杆（锚索）在湖南某高速公路高边坡支护中的应用[J].中外建筑,2019年9月.