某住宅樓邊坡土釘支護(hù)實(shí)例分析

精品文檔-下載后可編輯某住宅樓邊坡土釘支護(hù)實(shí)例分析[摘要]：本文主要對(duì)某住宅樓區(qū)邊坡滑移事故進(jìn)行分析研究，同時(shí)就土釘墻支擋結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算作了詳細(xì)的闡述，論證了土釘墻支擋結(jié)構(gòu)在邊坡滑移加固設(shè)計(jì)中，不但要對(duì)邊坡的內(nèi)部整體穩(wěn)定性加以重視，而且還應(yīng)該對(duì)邊坡的外部整體穩(wěn)定性加以重視。

[關(guān)鍵詞]：邊坡滑移；事故分析；土釘支護(hù)；土釘抗拔驗(yàn)算；整體穩(wěn)定驗(yàn)算

一、工程概況

某住宅樓區(qū)的邊坡高7.3m，距坡頂邊緣7.3m處為一棟四層的住宅樓，基礎(chǔ)類型為天然基礎(chǔ)，埋深1.5m。邊坡采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳細(xì)情況為：土釘直徑25mm，入射角度150，錨孔孔徑150mm,配漿水灰比0.5，噴C20混凝土厚150mm，掛網(wǎng)配筋D12@200×200,土釘自上而下共七道，長(zhǎng)分別為11.00m，10.38m，8.75m，8.13m，7.51m，9.88m，9.26m。

依工程勘察報(bào)告，邊坡的土層0～12.4m均為粉質(zhì)粘土，主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：重度=18.8k/m3，粘聚力=31.7kPa，內(nèi)摩擦角=13.10，土釘水平摩阻力強(qiáng)度=38kPa。

二、滑移狀況

發(fā)生事故的邊坡位于住宅樓區(qū)西側(cè)，于2022年8月施工，2022年9月竣工。至2022年6月突遇暴雨，邊坡發(fā)生規(guī)模較大的水平位移，位移量最大達(dá)150cm，坡頂邊緣到建筑物之間發(fā)生沉陷，沉陷量最大達(dá)170cm。地表出現(xiàn)數(shù)條弧形展布的裂縫。

圖1現(xiàn)場(chǎng)邊坡坍滑情況

三、邊坡滑移的分析

依據(jù)邊坡滑移的破壞情況，結(jié)合實(shí)地的勘察資料，對(duì)原土釘墻支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題作分析驗(yàn)算。

原設(shè)計(jì)按上下高差7.7米（預(yù)留0.4米道路面層），地下水位取至坡頂，底面外荷載按消防通道取20kN/m2,四層房屋按90kN/m2、作用深度1.5米、作用位置距擋土墻7.3米進(jìn)行設(shè)計(jì)。土釘按1.2米×1.2米布置，見(jiàn)計(jì)算模型計(jì)算簡(jiǎn)圖。

1.土釘抗拔驗(yàn)算

1.1各土釘所受的拉力

由于邊坡的土層均為粉質(zhì)粘土，土土壓力按水土合算的方法計(jì)算，同時(shí)應(yīng)考慮作用于地面上的附加荷載[1]。坡腳至坡頂建筑物基礎(chǔ)外邊緣的水平距離在0.5～1.0倍邊坡高度時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力計(jì)算值采用。為靜止土壓力，為主動(dòng)土壓力[2]。

靜止土壓力系數(shù)宜有試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)，對(duì)粘性土可取0.5～0.7[2]。主動(dòng)土壓力按朗肯土壓力公式計(jì)算，主動(dòng)土壓力系數(shù)。

將各道土釘受到的拉力列于下表：

有以上對(duì)原設(shè)計(jì)的驗(yàn)算可知，土釘總抗拔力雖然達(dá)到了規(guī)程規(guī)定的要求，但土釘出現(xiàn)局部抗拔力能力不足。土釘局部抗拔力不足成為邊坡滑移的原因之一，由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行土釘墻支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要驗(yàn)算土釘總抗拔能力，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)各道土釘?shù)目拱文芰M(jìn)行驗(yàn)算。

2．整體穩(wěn)定驗(yàn)算

2.1土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

土釘墻內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析是指邊坡土體中可能出現(xiàn)的破裂面發(fā)生在土釘墻內(nèi)部并穿過(guò)全部或部分土釘。按圓弧破裂面采用普通條分法的簡(jiǎn)化畢肖普模型對(duì)土釘墻作整體穩(wěn)定性分析，取單位長(zhǎng)度土釘墻進(jìn)行計(jì)算[4]。

有電算結(jié)果可知，按原設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出的圓弧破裂面的圓心坐標(biāo)為(-20.849，20.798)，半徑為29.449m，支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)：

1.603＞1.3

有以上的驗(yàn)算可知，原設(shè)計(jì)的支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)部整體穩(wěn)定性滿足規(guī)程的要求。

2.2土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的外部整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

將土釘及其加固體視為重力式擋土墻，按重力式擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算方法，進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定及基底承載力驗(yàn)算[4]。

(1)擋土墻寬度B0的計(jì)算

土釘墻簡(jiǎn)化成擋土墻，其寬度不能簡(jiǎn)單地按土釘?shù)拈L(zhǎng)度來(lái)計(jì)算，只能考慮被土釘加固成整體的那一段。擋土墻由土釘釘體、加固土體及混凝土面層組成,冶金工業(yè)部建筑研究總院的程良奎等人經(jīng)試驗(yàn)研究與總結(jié)工程實(shí)踐認(rèn)為,擋土墻的計(jì)算寬度可按三部分考慮:第一部分為墻體的均勻壓縮加固帶,它的厚度為2L/3(L為平均釘長(zhǎng));第二部分為噴射混凝土面層的厚度,混凝土面層保證了土釘間土體的穩(wěn)定,面層作用區(qū)厚度取為L(zhǎng)/6;第三部分為土釘尾部非均勻壓縮帶,厚度為L(zhǎng)/6,但不能全部作為擋土墻厚度來(lái)考慮,取其1/2作為擋土墻的計(jì)算厚度,即L/12。所以擋土墻厚度為三部分之和,即11L/12[5、6]。

從以上的土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算可以看到，發(fā)生事故的邊坡按原設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，其內(nèi)部整體穩(wěn)定性滿足要求，但其外部整體穩(wěn)定性卻不能滿足要求，這一點(diǎn)十分值得設(shè)計(jì)人員的重視。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行土釘墻支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往只是關(guān)心土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性，認(rèn)為只要內(nèi)部整體穩(wěn)定性滿足要求，那么外部整體穩(wěn)定性亦能滿足要求。通過(guò)對(duì)本次事故的分析可知，土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性滿足要求，其外部整體穩(wěn)定性不一定能滿足要求。

四、總結(jié)

綜上所述，通過(guò)以上對(duì)原設(shè)計(jì)的驗(yàn)算和對(duì)原設(shè)計(jì)資料的分析，可知原設(shè)計(jì)存在著以下幾點(diǎn)安全隱患，是導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑移的原因。

①按原設(shè)計(jì)對(duì)土釘墻進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算，土釘墻的抗滑穩(wěn)定系數(shù)只有1.15，小于規(guī)范規(guī)定的1.2。

②對(duì)原設(shè)計(jì)所配置的土釘進(jìn)行抗拔力驗(yàn)算，雖然土釘總的抗拔力滿足要求，安全系數(shù)大于1.3，但土釘局部的抗拔力不能滿足要求，如：第4道土釘其抗拔安全系數(shù)為1.27,第5道土釘其抗拔安全系數(shù)為1.23,第7道土釘其抗拔安全系數(shù)為1.23,均小于1.3。

③邊坡坡腳處沒(méi)有設(shè)置排水溝，這就使的雨水不能及時(shí)排走，由于水的作用使地基土產(chǎn)生弱化，而地基的最大壓力達(dá)到294.7，與（300kN）很接近了，就容易使土釘墻發(fā)生沉降，由于土體的下沉，就會(huì)弱滑土釘與土體之間的相互作用，甚至使土釘失去錨固的作用，誘發(fā)邊坡發(fā)生事故。

邊坡滑移事故還表明，采用密集土釘加固的土釘墻性能類似重力