建筑工程边坡坍塌问题研究

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1、建筑工程边坡坍塌问题研究　　摘要：本文笔者结合工程实例主要针对建筑工程边坡坍塌问题分析探讨，通过分析在工程案例工程中提出个人见解与意见，以供同行参考。关键词：土钉墙；支挡结构；外部整体滑移；稳定分析中图分类号：TU761文献标识码：A文章编号：1、工程概况某工程边坡高8.3m，距坡顶边缘8.3m处为一栋四层的居民住宅楼，基础类型为天然基础，埋深1.5m。边坡采用土钉墙支护结构，支挡结构设计详细情况为：土钉直径25mm，入射角度150，锚孔孔径150mm,配浆水灰比0.5，喷C20混凝土厚150mm，挂网配筋D12@200×20

2、0,土钉自上而下共七道，长分别为11.00m，10.38m，8.75m，8.13m，7.51m，9.88m，9.26m。依工程勘察报告，边坡的土层0～12.4m均为粉质粘土，主要物理力学性质指标：重度γ=18.8k/m3，粘聚力c=31.7kPa，内摩擦角φ=13.10，土钉水平摩阻力强度qsik=38kPa。2、滑移状况7发生事故时正值雨季，边坡发生规模较大的水平位移，位移量最大达130cm，坡顶边缘到建筑物之间发生沉陷，沉陷量最大达150cm。地表出现数条弧形裂缝。3、边坡滑移的分析依据边坡滑移的破坏情况，结合实地的勘察资

3、料，对原土钉墙支挡结构设计存在的问题作分析验算。原设计按上下高差8.7米（预留0.4米道路面层），地下水位取至坡顶，底面外荷载按消防通道取20kN/m2,四层房屋按90kN/m2、作用深度1.5米、作用位置距挡土墙8.3米进行设计。土钉按1.2米×1.2米布置，见计算模型计算简图。图1土钉支护结构计算简图3.1土钉抗拔验算3.1.1各土钉所受的拉力由于边坡的土层均为粉质粘土，土压力按水土合算的方法计算，同时应考虑作用于地面上的附加荷载。坡脚至坡顶建筑物基础外边缘的水平距离在0.5～1.0倍边坡高度时，支护结构的侧向土压力计算值

4、采用。E0为静止土压力，Ea为主动土压力。静止土压力系数宜有试验确定，当无试验条件时，对粘性土可取0.5～0.7。主动土压力按朗肯土压力公式计算，主动土压力系数。将各道土钉受到的拉力列于下表1：73.1.2土钉有效锚固长度计算土钉有效锚固长度计算公式：（1）图2土钉有效锚固长度计算图按照公式(1)计算出各道土钉的有效锚固长度列于下表2：土钉有效锚固长度表23.1.3土钉抗拔力计算土钉抗拔力按原设计取土钉锚固体直径D=0.15m。各土钉极限抗拔力列于下表3，《建筑基坑支护技术规程》要求土钉拔安全系数大于1.3。由下表可以看出，第

5、4、5、7道土钉的抗拔安全系数均小于1.3，达不到要求。土钉极限抗拔力表3土钉受到的总拉力：土钉总抗拔力：土钉总抗拔安全系数：﹥1.3有以上对原设计的验算可知，土钉总抗拔力虽然达到了规程规定的要求，但土钉出现局部抗拔力能力不足。土钉局部抗拔力不足成为边坡滑移的原因之一，由此可见，设计人员在进行土钉墙支挡结构设计时，不仅要验算土钉总抗拔能力，同时还应该对各道土钉的抗拔能力进行验算。73.2整体稳定验算3.2.1土钉墙支挡结构的内部整体稳定性验算土钉墙内部整体稳定性分析是指边坡土体中可能出现的破裂面发生在土钉墙内部并穿过全部或部分

6、土钉。按圆弧破裂面采用普通条分法的简化毕肖普模型对土钉墙作整体稳定性分析，取单位长度土钉墙进行计算。由电算结果可知，按原设计参数计算出的圆弧破裂面的圆心坐标为(-20.849，20.798)，半径为29.449m，支挡结构的内部整体稳定性安全系数：1.603＞1.3由以上的验算可知，原设计的支挡结构内部整体稳定性满足规程的要求。3.2.2土钉墙支挡结构的外部整体稳定性验算将土钉及其加固体视为重力式挡土墙，按重力式挡土墙的稳定性验算方法，进行抗倾覆稳定、抗滑稳定及基底承载力验算。(1)挡土墙宽度B0的计算7土钉墙简化成挡土墙，其

7、宽度不能简单地按土钉的长度来计算，只能考虑被土钉加固成整体的那一段。挡土墙由土钉钉体、加固土体及混凝土面层组成,冶金工业部建筑研究总院的程良奎等人经试验研究与总结工程实践认为,挡土墙的计算宽度可按三部分考虑:第一部分为墙体的均匀压缩加固带,它的厚度为2L/3(L为平均钉长);第二部分为喷射混凝土面层的厚度,混凝土面层保证了土钉间土体的稳定,面层作用区厚度取为L/6;第三部分为土钉尾部非均匀压缩带,厚度为L/6,但不能全部作为挡土墙厚度来考虑,取其1/2作为挡土墙的计算厚度,即L/12。所以挡土墙厚度为三部分之和,即11L/12

8、。取B0=9m。(2)抗滑稳定验算抗滑力：=461.3kN土压力引起水平推力为各道土钉拉力之和：抗滑安全系数：=1.15﹤1.2抗倾覆稳定验算抗倾覆力矩即土的自重平衡力矩：=8921.0kN·m倾覆力矩3.0×(8.7-1.2)+23.8×(8.7-2.4)+44.6×(8.