边坡治理工程预算与施工
前言
该论文（设计）的目的通过对三江化学动力有限公司西侧坡治理工程的预算与施工组织设计，了解边坡治理方面的有关方法、熟悉工程造价的确定、弄懂施工过程中的一些国家规程和规范、掌握如何进行施工组织设计。
该论文（设计）的意义巩固自己土木工程方面的知识，查漏补缺，完善自己的知识体系，培养自己对工程问题的思维能力，把自己所学的知识运用到实践中去。
该论文（设计）涉及边坡治理工程的一些方法、工程量的确定、预算造价的编制、各种施工规范的应用施工平面布置、施工进度计划的制定等方面的内容。它是一个具体的工程的真实展现，是专业知识的升华。
在分析目前国内外边坡治理方面的一些科技成果的基础上，根据该工程所处的地理位置、地质情况、施工便利、边坡的稳定现状等具体因素，找出适合本工程的治理方式。该工程采用挡土墙与抗滑桩相结合的施工方式。根据施工图得出该工程实际工程量，根据工程量清单计价规范和江西省建筑工程消耗量定额及统一基价表，得出治理工程所需的人力、物力、财力，以相应得国家规范为依据来决定工程的总造价并进行施工组织设计。
第一章边坡治理工程方案国内外现状分析
1.1 国内外边坡灾害的工程治理
边坡加固主要目的提高边坡的安全度。目前可供采用的边坡加固措施很多，但归纳起来主要有如下几类:①减载措施; ②排水与截水措施;③锚固措施;④混凝土抗剪结构措施;⑤支挡措施;⑥压坡措施等。[1]
1.1.1 减载措施:
减载措施包括削头减载和削坡减载两种。削头减载是将边坡上部一定范围内覆盖层或岩体削掉，以降低边坡总高度;削坡减载是将边坡的坡度放缓。两种减载措施的作用都是减少边坡可能发生滑动破坏的下滑力。一般来讲，削坡措施常常受到建筑物布置上的制约，边坡不能放得太缓或根本不能放缓，而削头措施较少受到制约。[1]
三峡库区寨坝滑坡区位于重庆市云阳新县城主城区望江大道与磨盘之间 ,分布高程 275～490m,面积 0.65km ,总体积 1210 万,由若干危岩、滑坡组成 ,是因近期区内道路开挖诱发地面变破坏而暂时搁置开发的一块相对平坦的“平台式”斜坡。其平上覆主体组成物质为山前坡积物、崩积物以及滑坡堆积物等杂体 ,北部后侧山体和下伏基岩为上沙溪庙组水平层状砂泥。综合考虑各种因素，尽可能节约成本，施工方便，并且达到预期效果，该边坡采用削坡减载措施。示意图如图1-1。
图1-1 削坡减载
该措施，施工工艺简单，造价低，适用广泛，是最常见的边坡治理方式，但放破减载要求边坡的地质良好，空间开阔，有较大空余场地。西侧坡的治理，场地有限，土方工程量大，要在开挖前对边坡进行加固，减载措施不适合。
1.1.2排水和截水措施
排水措施可分为坡内排水措施和表面排水措施两种。坡内排水措施包括在边坡内设置的排水平铜、排水竖井，或在排水平酮和排水竖井内打的排水孔，以及在边坡表面上打的排水孔。坡内排水措施可降低坡内的地下水位，减小作用在边坡滑体上的水荷载。一该种措施的排水效果取决于不连续面的规模、渗透性能、输水能力和方位。一般来讲，坡内排水措施是一种较有效的边坡处理措施之一。表面排水措施包括在坡顶和坡面上修的截水沟。表面排水措施可将坡顶和坡面上的来水集中排泄，减小裂隙水压力对边坡稳定的不利影响。表面排水措施是岩质高边坡加固处理中一种快捷、经济和有效的措施[1]。
1.1.3.锚固措施
锚固措施利用锚杆或锚索稳定裂隙岩体的措施。它的主要作用是引起岩体的附加应力和应变，借以增大岩体的整体性，抗拉强度及软弱面的剪切强度以及抗滑切向力，从而使岩体稳定。锚杆通常为钢制杆件，直径一般为 1.6～2.8厘米，长度根据需要而定，多在1～6米之间。锚索为高强钢丝束、钢绞线、钢丝绳或粗钢筋等。长度根据需要确定，一般在10～40米。分内锚固、外锚固和张拉段。用锚索加固岩体场施加预应力。用来加固岩体的锚杆，锚索等锚固部件均设在岩体内部[5]。
锚固措施包括预应力锚固和非预应力锚固两种。预应力锚固是采用预应力锚索、锚扦或钢丝对岩体进行加固，通过对可能失稳的岩体主动施加压力，提高滑动面上的抗剪参数和阻滑力(通过提供正压力、反向力实现)，从而实现提高边坡的抗滑稳定安全度。非预应力锚固是采用砂浆锚杆、树脂锚杆等对边坡岩体进行加固，通过提高滑动面上的抗剪参数和阻滑力(通过提高抗剪力实现)来实现提高边坡的抗滑稳定安全度[5]。
以中山市张家边理工学校 B 区边坡治理为实例。中山市张家边理工学校位于低山缓坡地带,原始地貌为斜坡地,现经人工推土平整。B 区边坡位于教工宿舍和学生宿舍与东茗电子厂配电房等结构物交界,第1 排教工宿舍(六层)离坡顶约
4m(桩基,桩长7～8m) 。因坡顶未作排水沟,坡面为未经压实的填土,坡底为石砌挡墙(实为厚015m、高315～410m 的围墙) 无泄水孔,地表雨水直接冲刷边坡,下部挡土墙已产生变形(轻微) ,局部位置发现裂缝。B 区边坡平均高约11159m ,平均坡度为1∶1173 (坡角为30°) ,填土平均厚为511 m。因边坡围墙下有东茗电子厂的危险品仓库及配电房(内有高压变压器) ,故当地开发区建委要求对B 区边坡进行治理,确保学校和工厂安全。
治理方案:根据现场情况及地质条件,设计决定采用预应力锚杆加钢筋砼梁板肋结构对原挡墙进行加固,采用此方案即可发挥原有挡土墙的作用,又不破坏土体平衡。
锚固措施，主要是对岩体进行加固，要求加固岩体有一定的强度和抗剪能力，通过对可能失稳的岩体主动施加压力，达到加固边坡的目的。它具有不破坏岩体，施工灵活，速度快，干扰小，受力可靠，且为主动受力等优点，该措施并不适合西侧坡的治理。
2.1.4.混凝土抗剪结构措施
混凝土抗剪结构措施: 混凝土抗剪结构措施包括在岩(土)体内打抗滑桩、抗剪铜或塞等。在边坡滑体滑面位置比较明确的情况下，可采用混凝土抗剪结构措施.抗滑桩和抗剪碉或塞的使用条件不尽相同:边坡滑体的规模不大时可采用抗滑桩，一般来讲断面尺寸不大，提供的阻滑力有限;边坡滑体的规模较大、深层滑动的情况，可采用抗剪铜或塞将滑面截断，为滑体提供抗剪力，根据需要抗剪嗣可以做得很大[3]。
重庆市某实验小学滑坡治理工程措施以锚拉抗滑柱为主，地表排水及生物工程为辅的综合治理方案。具体由锚拉抗滑桩工程、地表排水工程和生物治理（不在本次投标范围内）三部分组成，其中滑坡前缘高程177m~182m库岸边坡设置抗滑桩进行加固防护，滑坡后缘设置排（截）水沟和生物工程。
2.1.5支护措施
支护是边坡治理工程最常见的一种措施，其方法也随着现代科学技术的发展而不断的增加和完善，它被广泛应用于基坑开挖、滑坡治理、公路护坡等方面。支护是边坡加固措施中最为复杂、前沿、并且发展最快的，它包括的方法众多。这里选出几种治理方法比较，进而确定边坡治理方案。
（1）组合土钉支护
土钉墙是一种原位土体加筋技术，是由设置在坡体中的加筋杆件与其周围土体牢固粘结形成的复合体以及面层构成的类似重力挡土墙的支护结构。土钉支护是利用基坑边壁土体固有的力学强度、变土体荷载为支护结构体系的一部分的一种主动支护体系。土钉支护具有造价低、施工机械简单、开挖面广、地下室施工方便、工期短的优点, 近年来这种支护形式得到较广泛的应用[4]。
某基坑工程位于泉州市区, 设有一层地下室, 基坑开挖产生临空面后, 在没有支护的条件下, 边壁的土体随即产生变形, 以至于滑移破坏。结合现场地质、水文、气象等方面的特点，在与其他支护方式比较的基础上，采用组合土钉墙支护，示意图如图1-2。
图1-2 土钉支护
土钉墙适用于地下水以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结的砂土的基坑支护工程或边坡加固工程。近年来土钉墙的支护技术逐渐在软土基坑工程中得到应用, 但由于本身自稳能力差、强度低、土钉与土体之间抗剪强度低以及软土身的流变性, 故在软土支护工程中土钉墙的侧向位移较大, 周围地面的沉降量也较大, 对周围建筑物的影响也较大, 从而限制了土钉墙支护技术在软土地区的应用。
（2）锚喷支护
喷锚支护指的是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用(根据地质情况也可分别单独采用)加固岩层，如图1-3。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松
动和坍塌，加强围岩的稳定性。它不象传统的模筑混凝土衬砌那样，只是在洞室开挖后被动地承受围岩压力，而是主动地加固围岩[2]。下面看一个实例。
小浪底工程将泄洪、排沙、灌溉和发电洞等16条隧洞进口组合成“一”字形排列的10座进水塔，其上游面在同一竖直面内，总宽度276.4m。为了布置水塔群，在小浪底工程黄河左岸风雨沟进行了大量的土石方开挖，形成了塔后走向NE23°倾向NW，最大坡高120m，坡脚前缘宽277.30m的进口高边坡。这里地质构造异常复杂，对高边坡稳定造成一定影响。①左岸工程区，在开挖过程中，还揭露出十几条小断层。②节理发育，个别地段形成节理密集带，节理面多附有泥膜或泥质充填，对塔后边坡稳定具有控制作用。③层间剪切破碎带。④在砂岩中发现有30层夹泥层，出露最长的达53.5m。
小浪底工程将100多个洞室挤在黄河左岸，但左岸是断层切割、节理发育、破碎带和多层泥化夹层集中的软弱地质条件，为了加固这些洞群，使用了目前世界上最先进的锚喷支护技术。在进、出水口高边坡工程中仅砂浆锚杆就使用了3738根，总长3万多m，喷混凝土5687m3。
图1-3 喷锚支护
小浪底工程通过大量的采用喷锚支护，使左岸的洞群形成一个整体，保持了边坡的稳定，达到了预期的效果。
喷锚支护主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡以及坚硬岩层。在建筑基坑支护、露天矿边坡加固和公路路堑边坡防护等领域具有广泛的应用。但是喷锚支护技术施工难度较大，造价较高，工期较长。
(3)水泥搅拌桩重力式支护结构如图1-4，常用于进行软基处理。水泥土搅拌桩具有一定的抗剪切强度 ,密集布置后既可加强路基承载力 ,又可起到抗滑桩的作用 ,即起到支撑和防护的作用。
水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支护周围土体，保证基坑边坡稳定。水泥搅拌桩重力式支护结构应用于软粘土地区开挖深度约在6米左右的基坑工程。由于水泥土抗拉强度低，因此适用于较浅的基坑工程，其变形也较大。优点是采用进度快，工艺简单，挖土方便，施工方便，造价低廉，与放大边坡相比可避免大开挖限制，与钢筋混凝土灌注桩相比可节省造价。
图1-4 水泥搅拌桩重力式支护
安康东机械存放基地东侧为高填方路基 ,由于在填筑施工中施工单位回填土不密实 ,施工完后路基出现不同程度的下沉 ,并且在施工时由于某些原因 ,原设计的下部浆砌石挡土墙顶至路基顶部 5m厚的干砌石边坡防护未施工 ,而在该路基上有较重的荷载 ,从而造成路基出现滑移。针对以上情况 ,既要控制路基的沉降 ,提高路基的承载力 ,又要消除路基可能产生的滑移 ,经过综合比较后决定采用水泥土深层搅拌桩进行路基处理。
水泥土桩形成复合地基后 ,大大地提高了地基的承载力 ,改善了地基的变形 ,并且由于水泥土具有一定的抗剪、切强度 ,密集布置以后可以起到抗滑桩的作用。同时 ,水泥土搅拌桩施工工艺简单 ,施工速度快。但是水泥搅拌桩的承载力比较低，加固边坡稳定系数较小，显然不能满足西侧坡治理的需要。
（4）抗滑桩
抗滑桩的主要工作原理是凭借桩与周围岩土体的共同作用,将滑坡体的推力传递到滑动面以下的稳定地层,利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡体的推力。抗滑桩承受的外力,主要是桩后土体的滑坡推力,其次是桩前土体抗
力，与其他杆件结构相比,其独特的受力特点是主要承受横向荷载,但由于它埋藏在地层中,滑动面的存在和地基土体抗力的作用,又使其有别于简单的梁,成为一种超静定结构。
目前,我国使用最多的是钢筋混凝土桩。在工程实践中,由于滑坡类型、地质条件、地形地貌的差异,采用不同抗滑桩型式,其治理效果和工程造价也不同。抗滑桩按施工方法可分为打入桩、钻孔桩和挖孔桩；按材料可分为木桩、钢桩和钢筋混凝土桩；按桩的截面形状可分为圆形桩、管形桩和矩形桩等。具体分类归纳如下：
a.单桩
单根独立抗滑桩,又分为全埋式和半埋式两种：全埋式为自由段和嵌固段全部埋入地层中；半埋式为自由段出露地表,嵌固段埋入稳定地层中。全埋式抗滑桩的优点是桩前土体能提供一定的抗力,但挖孔深度较大,在地质情况较差时,施工困难；半埋式抗滑桩常置于公路路基边缘,外露自由段可采用变截面。
半埋式抗滑桩的挖孔深度一般为桩长的一半,因此,其配筋、混凝上方量和挖孔深度均较全埋式要节约材料。
b.桩板抗滑桩
当桩间土体较为松散且地基承载力较差时,如果采用单桩,桩间上有可能从桩间挤出,造成公路边坡变形甚至局部坍塌,有时桩间的砌体因承载力较低而无法实施。桩板抗滑桩是在桩与桩之间采用平板或拱板形式连结的抗滑挡土结构,桩间板可采用现浇或预制,施工方便,外形美观,行车导向效果好,桩间可作绿化场。如图1-5。
c.框架式抗滑桩
将前后两根抗滑桩用一根或多根横梁联接,一般前后排桩均为直立，在地形条件允许的条件下,前排桩可采用斜桩,结构内力计算表明,其斜度越大,造价越经济，框架式抗滑桩最大的优点是抗滑能力大,一般可抵抗的滑坡推力,这种结构型式的受力方式明确,计算结果精确可靠，如图1-6所示
d. 锚索桩
锚索桩由钢筋混凝土抗滑桩和预应力锚索或锚杆组成。把桩嵌入稳定岩层, 在桩顶端用锚杆或锚索锚入稳定岩层并进行张拉,使抗滑桩形成简支梁受力
系统，它使抗滑桩避免了悬臂梁式受力,从而使桩截面、桩长度、配筋量大大减小,节省投资,并且可根据滑坡推力的大小,控制拉力[4]。如图1-7所示
图1-5桩板抗滑桩
图1-6 框架式抗滑桩
图1-7 锚索桩
自开始使用以来,抗滑桩得到广泛应用，主要是因为它具有抗滑力强、桩位
灵活、施工简便、安全等优点。与其他支护方式比较，抗滑桩造价适中，承载力高，适用范围广泛，是一种较为合理的支护措施。
第二章西侧坡工程治理方案分析
2.1工程概况
宜昌三江化学动力有限公司科研中心楼, 位于宜昌市东山开发区, 拟建场地东南方向25m为发展大道，西南方向与水厂路相距15m，其交通便利, 该拟建场地北西侧紧邻运河堤坝,为防止拟建场地平时对运河堤坝造成损害, 在堤坝坡脚地带,堤坝坡度高差较大处设置抗滑桩, 坡度较小地段设置挡土墙，场地为堤坝坡脚地带，场地起伏不平，高差约5.95m,堤坝为35度～60度。
2.1.2 工程地质情况
（1）自然地理
江河化工厂拟建的宜昌三江化学动力有限公司科研中心楼，位于宜昌市东山开发区。宜昌三江化学动力有限公司科研中心楼，位于宜昌市东山开发区，拟建场地东南方向25m为发展大道，西南方向与水厂路相距15m，其交通便利。
（2）地形地貌及地质构造
拟建场地原地貌为宜昌单斜凹陷侵蚀堆积低山丘陵区间山麓地貌，后经人类工程改造，现场地为堤坝坡脚地带，场地起伏不平，高差约5.95m。堤坝坡度35～600不等。
从区域构造格架上看，宜昌市属新华厦系第二沉降带次级构造一宜昌单斜凹陷之上，岩层总体呈单斜构造，实测岩层产状120～1400∠8～100，区内无断裂、褶皱发育，地质构造简单。
2.1.3 水文气象
宜昌市属亚热带大陆季风气候。年平均气温16.8℃，四季分明，冬季一月份最冷，平均气温 4.7℃，极端最低气温-9.8℃；夏季7月份最热，平均气温28.3℃，极端最高气温43.9℃。降水丰沛，多年平均降水深1213.6mm，年最低降水深643.9mm；多年平均蒸发量1271.3mm，潮湿系数0.91，为湿度适中带。本区多年平均相对湿度0.77，全年以季风为主，盛行风向东南风，定时最大风速20m／s。
2.1.4场区岩土层结构特征
据钻探揭露，各岩土层由上而下分述如下：
①素填土：全场地均有分布，层厚0．80—4．50m，灰黄、灰黑等色。主要成份为粉砂岩风化岩屑，夹粘性土及植物根茎，局部含腐植质及垃圾等物，结构松散，回填时间长短不一，一般为3年以上。
②粉质粘土：埋深0．80—4．50m，厚度1．20—7．50m，分布标高96．96—104．06m。残坡积成因，土黄等色，由粉粒及粘粒组成，粘质含量不均，大部分区域夹有粉砂岩、泥岩全—强风化碎屑，手捏成粉状，为半磨园状，直径2—5cm不等，含量约15％。于K5及K8孔底部含大量卵石，粒径5—15cm不等，含量约40％。次园状，母岩成分为花岗岩、灰岩等。
③粉砂岩：灰红、紫红等色，岩性为粉砂岩夹泥岩、砂岩薄层，薄—中厚层状构造，钙泥质胶结，属软质岩类，于揭露深度内按其风化程度不同，由上至下可分为强风化带、中风化带。
③—1强风化带：埋深4．10-11．40m，厚度1．00—1．30m，分布标高94．86—100．56m。灰红、灰黄等色，风化裂隙发育，矿物成分显著变化，岩芯多呈碎块及饼状，手折易碎，浸水后易软化崩解。于该层底部可见原岩结构。
③-2中风化带：埋深5．30-12．40m，揭露厚度3．00—5．50m，分布标高93．66—99．46m，风化裂隙较发育，岩体较破碎，岩体结构部分破坏，岩芯多呈短—中柱状，敲击声哑。
2.2工程分析
通过对工程地质情况,场区岩土层结构,特征水文气象等综合分析由于本项工程边坡中不存在大规模块体失稳的不利结构面组合,因此边坡破坏的主要方式为覆盖层溜滑,以及对各项边坡加固措施的分析:
抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中。抗滑桩是凭籍桩与周围岩、土的共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层，即利用稳定地层的锚固作用和被动抗力，来平衡滑坡推力，在一定程度上改善了滑坡状态，促使滑坡向稳定转化。与防治滑坡的传统措施，例如排水、减载、挡土墙等工程相比，抗滑桩施工简便，效果突出，因而在国内外均得到了迅速的发展，广泛得为人们所重视根据抗滑桩类型的不同，兼有以下优点 :
抗滑桩具有适应性强 ,特别适用于滑面较深的大型滑坡、对滑坡稳定性和地
质环境干扰小、可多桩同时施工、工期短、抗滑能力强；抗滑能力强，污工数量小，在滑坡推力大、滑动带深的情况下，能够克服抗滑挡土墙难以克服的困难；适应性强、特别适用于滑面较深的大型滑坡、对滑坡稳定性和地质环境干扰小、可多桩同时施工、工期较短、抗滑能力强；施工方便，设备简单；间隔开挖桩孔，不易恶化滑坡状态，利于整治正在活动中滑坡，利于抢修工程；通过开挖桩孔，能够直接校核地质情况，进而可以检验修改原设计，使之切合实际。
所以西侧坡治理把抗滑桩作为最佳方案, 由于抗滑桩上部与中环路高差相差很大，考虑到坡体上要规划建设市场，因而在坡上建一排高4m左右的浆砌石挡土墙，将边坡分成两个平台，作为建设市场的场地。挡土墙采用重力式。
2.3具体布置方案
（1）本工程共布置抗滑桩23根，重力式挡土墙85m,排水沟195m。
（2）抗滑桩为矩形截面桩，截面面积为1m×1.5m，抗滑桩中心间距均为5m，桩间净距为4m，桩间从地面开挖线以下0.5m设钢筋混凝土板，以防止桩间土挤出。桩长根据实际地形做适当调整，嵌岩段长度为桩长的1/3。
（3）在坡上建一排85m长的毛石水泥砂浆砌筑的挡土墙，和抗滑桩工程一同施工。挡土墙为重力式。排水管布设于挡土墙和挡土板上。挡土墙设Ф100PVC 排水管，纵横间距为2m，最下一排排水管距地面0.5m。挡土板设Ф75PVC排水孔按梅花形布置，其横向间距为3m，纵向间距为1.2m，最下排排水孔距开挖地面0.5m。
（4）排水沟布置根据实际地形做相应的调整，沟底设不小于0.5％排水坡度，排水沟末端与现有排水系统相连。