某场区护坡工程设计

某场区护坡工程设计

崔畅

中国航天建设集团有限公司北京市100071

摘要：某场区护坡长约814米，根据现场实际情况及勘察报告将护坡分为五个部分，每个部分采用不同的治理方式。根据《支挡结构设计手册》对不同高度，不同角度护坡中土钉及混凝土面层进行了设计。既保证了安全，又做到了经济合理。

关键词：护坡、失稳、土钉墙、土压力

一、护坡的现场情况介绍

通过现场实地踏勘，了解护坡现场情况如下：场区的外侧为当地村委会用地，接村委会用地为场区护坡，护坡上面为场区围墙。由于当地村民人为挖砂和长期雨水冲刷等原因，造成护坡外侧的砂石流失，从而引起护坡、围墙的损坏。现将护坡工程分为五个部分：

第一部分围墙内自然地面与围墙外高差约2.0m，围墙外为现有的樱桃果园。此处围墙外边坡整体稳定。第二部分护坡已完全损坏，护坡上的围墙及基础局部也已经破坏，且未见护坡下挡土墙。第三部分，边坡支护经过多年风化侵蚀，出现混凝土坡面风化剥落，钢筋外露腐蚀等现象。护坡上的围墙基本没有损坏，护坡下有砖挡土墙。第四部分，护坡外侧由于雨水冲刷，人为挖砂，在围墙转角外侧已形成一个积水坑。护坡上的围墙基本没有损坏。第五部分，原有的护坡围墙内距边坡较近地段，甲方早期及近几年又新建了许多建筑，亦存在边坡失稳隐患。

二、设计要求

结合现场地型地貌和地质情况，对塌方的边坡进行护坡，对局部护坡进行加固。要求坚固永久，放坡尽量要小，经济、合理。着重解决危险部位护坡方案设计。

三、护坡治理方案

1.为了阻挡土的侧压力，保证护坡的长久坚固，在护坡外设置浆砌毛石挡土墙，间距2.5m设置排水孔。2.对现有的边坡冲沟进行修补整合，采用夯土修补法。3.在修补好的边坡上植入钢筋锚杆，挂钢丝网并喷浆。4.对面层局部破裂原始边坡，将其表面凿毛，插筋挂网喷浆。

四、护坡土钉墙设计

针对护坡工程的五个部分，对不同高度，不同角度护坡中土钉及混凝土面层进行了设计。护坡工程分段示意见图1：

下面以第四部分为例介绍土钉及混凝土面层的计算（见图2）。

1.土体与锚固体极限粘结强度标准值：卵石层：frbk=180kPa；粘质粉土层：frbk=60kPa；砂质粉土层：frbk=60kPa。（适用于注浆强度等级为M30）

2.土钉墙及混凝土面层计算（4-4剖面）：

（1）基本参数

上段土体：钻孔直径D=0.1m；土钉水平间距Sxi=1.5m；地面堆载q=5.0kN/m2；=61°；αi=15

第②层：卵石层C=0kPa，38°，γ=21kN/m3

坡面倾斜时主动土压力折减系数：

Ka1=tan2（45°-38°/2）=0.2379

下段土体：钻孔直径D=0.1m；土钉水平间距Sxi=1.5m；地面堆载q=5.0kN/m2；=53°；αi=15

第②层：卵石C=0kPa，38°，γ=21kN/m3，厚3.275m；

第③层：粘质粉土C=19kPa，23°，γ=19.5kN/m3，厚4.4m；

第③1层：卵石C=0kPa，35°，γ=21kN/m3，厚1.625m；

加权平均：C=9kPa，30.3°，γ=20.3kN/m3

坡面倾斜时主动土压力折减系数：

Ka2=tan2（45°-30.3°/2）=0.3294

（2）土钉受拉荷载计算：

单根土钉受拉荷载标准值:Tik=ζσaikSxiSzi/cosαi；单根土钉受拉荷载设计值:Tdi=1.25Tik

上段土钉计算：计算主动土压力σajk=(γhi+5)Ka1

土钉编号土钉埋深h_i（m）σ_aik（kPa）S_zi（m）T_ik（kN）T_di（kN）11.06.21.253.13.922.513.71.58.210.334.021.21.512.715.945.528.71.517.221.557.036.21.321.727.268.141.71.320.926.2

下段土钉计算：计算主动土压力σajk=(∑γihi+5)Ka2-2

土钉编号土钉埋深h_i（m）σ_aik（kPa）S_zi（m）T_ik（kN）T_di（kN）79.657.51.530.337.9811.167.51.535.644.5912.677.51.540.851.01014.187.51.546.257.81115.697.51.551.464.31217.1107.61.1844.655.8

（3）土钉强度设计：

Tdj=1.35x(πd2/4)xfy=1.35x(πx162/4)x270=73kN

（4）土钉抗拔承载力设计：

上段：Tuj=(1/γs)xπdnxqskxl=(1/1.3)xπx0.1x180x2=87kN土钉配置：16@1500，长3m

下段：Tuj=(1/γs)xπdnxqskxl=(1/1.3)xπx0.1x60x6=87kN土钉配置：16@1500，长6m

（5）喷射混凝土面层设计：

上段：取5号土钉负荷范围内面板视为无限跨连续梁计算：

q=1.2x(0.257x36.2x1.5)Sin61°=14.7kN/m

M支座=-0.083ql2=-2.8kN.mAs=122mm/1.3mM跨中=0.042ql2=1.4kN.m

面层配筋：120mm厚C25混凝土，6@200x200，双层双向

下段：取11号土钉负荷范围内面板视为无限跨连续梁计算：

q=1.2x(0.226x97.5x1.5)Sin53°=31.7kN/m

M支座=-0.083ql2=-6kN.mAs=261mm/1.5mM跨中=0.042ql2=3kN.m

面层配筋：120mm厚C25混凝土，8@200x200，双层双向

五、结束语

综上所述，边坡治理应因地制宜，根据实际情况采用不同方案，以达到安全适用，经济合理的目的。

参考文献

[1]《支挡结构设计手册》,中国建筑工业出版社，2004