填方坡脚开挖关键点探讨
近些年来由于城镇化的扩展需要，时时会出现对填方场坪、路堤等进行局部开挖进行土地拓展。这种开挖填方体坡脚后的工程加固工程如何设置、计算模型如何确定、现场施做工艺如何控制等，直接关系到填方体的整体与局部稳定，以及后期填方体前部在开挖拓展区修建的建筑物安全。在此，笔者以最近咨询的某路堤坡脚开挖后，在其前部修建高层建筑的案例对此类工程的关键点进行说明，供大家参考。某公路路堤在原冲沟部位进行填方形成，填方体厚约20~25m，填料为碎石含量约为30%的碎石土，其下为顺层状中风化砂泥岩体，填方后公路正常运营距今约为8年。目前从现场测得的路堤填方体坡率约为1：1。现由于城镇化建筑的需要，拟对路堤坡脚进行竖直开挖，最大路堤开挖高度约9m，并在其部修建高层建筑，建筑物边界距公路路肩墙水平距离约为6m。为防止路堤坡脚开挖引发坡体变形，故技术人员拟对既有填方路堤进行压力注浆进行加固后进行开挖，并在坡脚设置挡墙进行支挡防护的处治方案。其中挡墙地基承载力要求不得小于400KPa。从该段公路的碎石土填料和填方坡率约为45°，且公路正常使用8年说明，该段路堤的填方体稳定性较好，这为下一步坡脚开挖后的支挡加固方案提供较好的基础。由于开挖的路堤填方体坡脚前部为高层建筑，故路堤开挖后的永久支挡工程应取规范的上限值。换名话说，结合填方路堤的目前稳定现状，可在现场取原状土样进行相关参数试验的基础上，进行坡体稳定性补偿的支挡工程力度宜取挖掉填方体部分的静止土压力或被动土压力的1/2~1/4，以及取挖掉填方体部分的抗滑力之间的最大值作为支挡加固工程的设置依据。为确保路堤的安全性，以及减小坡脚开挖时对填方体的振动卸荷松弛的而造成路堤稳定降低，最好的处治方案是设置抗滑桩为主的预加固工程。即先在开挖红线部位设置抗滑桩，待抗滑桩施工完成后方可进行桩前填方体的开挖。这样可最大化的防止填方体的参数降低，也有利于后部公路的安全运营。但由于工程经济性的需要，故在无法采取抗滑桩预加固的基础上，技术人员采用挡墙进行补偿支挡是可行的。但由于开挖高度大，存在路堤开挖后方可进行下一步挡墙的施工。这其中的时间差之间必然随着土体的时效性而导致后部路堤的物理力学强度下降，这是不利于后部公路的安全和挡墙的有效安全储备。且挡墙承载力要求较高，进行基础开挖换填等也不利于工程的安全进行，这就需要对挡墙的设置及施做工艺进行必要的限制。1、由于既有路堤的稳定性较好，填料性质较优。故挡墙的设置时为最大化的减小填方体的卸荷松弛，需进行跳槽开挖设置。即依据现有填方体性质，采用间距6m的跳槽开挖限制，待其中一段挡墙修筑完成后，方可开挖相邻路堤并进行挡墙设置。这样设置的理由是在现有填方体性质的条件下，采用6m间距的跳槽开挖时，可将两侧未开挖的路堤假定为“抗滑桩”，从而可有效确保开挖段土体实现有效的“土拱效应”。继而在该段挡墙修建完成后，又何在挡墙的支挡作用下形成有效的“土拱效应”而方便挡墙之间的路堤开挖。需要说明的是，以修建好的挡墙作为“抗滑桩”的土拱效应进行应用时，应确保两侧挡墙的稳定性不得小于临时工程的安全系数要求。当然，这在现规范的抗滑、抗倾覆、抗剪安全系数条件下，一般是可以满足的。2、由于挡墙承载力要求较高，但在不能进行更深的墙基开挖情况下，可在开挖标高部位设置必要的、一定规格的微型桩，并将微型桩伸出开挖面以上约5m（墙高9m）。从而利用微型桩的承载作用、抗滑、抗倾覆、抗剪作用，不但有效解决了挡墙的地基承载力问题，也可有效减小挡墙的截面尺寸，从而有效减小了挡墙截面过大造成的过高承载力要求和过大的开挖工程。3、采用跳槽式微型桩挡墙有效处治的前提是应具有较好的施工组织，防止挡墙“拉槽式”全断面开挖，防止路堤开挖后长时间“裸放”。宜在开挖的垂直坡面进行必要的喷砼防护，应在开挖后平台上设置外倾的排水纵坡。利用“土拱效应”的跳槽式微型桩挡墙方案工程施工相对简单，工程造价较低，是一个相对较优的方案，但应加强现场施工组织方能有效应用。
图2 建议采用的工程地质断面图
