路塹高邊坡穩定性評價以及設計

摘 要:結合雪峰寺北側路塹高邊坡工程實例，采用邊坡穩定分析軟件對典型路段路塹高邊坡的穩定性進行詳細分析，并對該高邊坡工程進行設計，提出了高邊坡防護的設計原則以及設計流程;針對路塹高邊坡的穩定性評價與設計，總結一些成功經驗，以為同類工程設計提供借鑒。

關鍵詞:路塹高邊坡穩定性分析高邊坡防護設計

中圖分類號:U415文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0096-01

1 工程概況

本工程位于山坡丘陵地帶，依據勘察報告，揭露地層情況如下:粉質粘土(Q4el)，厚度1.30～9.90m，根據巖土工程勘察報告，該地層的質量密度標準值為1.87g/cm3，粘聚力標準值C=33.9kPa，內摩擦角φ=18.9°;全風化花崗巖，厚度1.5～2.8m，根據巖土工程勘察報告，該地層的質量密度平均1.87g/cm3，粘聚力平均值C=34.5kPa，內摩擦角平均值φ=21.5°;強風化花崗巖，褐黃、褐紅、灰白色，主要由石英、長石、云母等礦物成分組成;殘余花崗巖結構，原巖結構基本破壞，呈半巖半土狀;大部分孔底部呈碎石狀，巖芯呈薄餅狀、短柱狀，破碎，手難捏碎，遇水軟化、崩解，干鉆進無法進行。鉆探控制厚度2.8～7.4m。根據巖土工程勘察報告，該地層的質量密度平均1.8g/cm3，粘聚力平均值C=40.7kPa，內摩擦角平均值φ=25.9°;中風化花崗巖，褐黃、灰白色，主要礦物為石英和長石，塊狀結構，巖芯呈薄餅狀、短柱狀，較破碎。巖土工程勘察報告中無該層土工試驗數據，計算中采用強風化巖的測試最大值進行計算，質量密度1.84g/cm3，粘聚力C=47.6kPa，內摩擦角φ=28.9°;

邊坡坡面主要為強風化巖層及中風化巖，場地地質條件較好。

2 路塹高邊坡穩定性分析

計算采用北京理正軟件設計研究院開發的“理正巖土軟件”，巖土體強度參數根據地質資料并結合以往工程經驗確定。

根據在該工點上層為土質邊坡，下層為石質邊坡，穩定性好。所以只對上層土質邊坡進行穩定性分析，其破壞形式屬于整體圓弧破壞，本工程正是采用圓弧滑動法進行計算，公式見《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330-2002)規定，即簡化bishop法。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330-2002)表5.3.1規定，安全等級為一級的邊坡采用圓弧滑動法計算時，其穩定性系數應不小于1.30。本工程計算斷面為K0+000、K0+040、K0+100、K0+160、K0+200共5個與鉆孔貼近的斷面。由下表可知，放坡后邊坡的整體穩定性較好（如表1）。

3 高邊坡防護設計

3.1 高邊坡防護的設計原則

設計中貫徹“不破壞就是最大的保護”的理念，盡量做到土石方填挖平衡，以達到減少征地和棄方的目的。

路塹高邊坡設計應加強地質勘查，結合已有地質勘察資料深入分析工程所處的地質條件，針對各工程的各自地質特性，采取相應的設計方法以及施工工藝，做到“一次設計，不留后患”的原則。

采用自穩定為主、加固為輔、排水及防護并重的綜合處理措施，確保施工中臨時穩定和通車后長期穩定。

采取固“腳”強“腰”和加強截、排水措施以充分提高邊坡整體穩定性。

路塹高邊坡動態設計時，應結合邊坡變形監測數據，及時根據邊坡的變形情況調整工程措施。

3.2 路塹高邊坡坡形、坡率設計

本工程中采用的坡率為第一級坡率1∶1，最大坡高10m;第二級坡率1∶1，最大坡高10m;第三級坡率1∶1.25;第四級坡率1∶1.5，最大坡高10m;第五級坡率1∶1.5，最大坡高10m。邊坡采用臺階式邊坡，邊坡平臺寬度2m，并做平臺封閉。

3.3 邊坡加固防護設計

為了減小人工雕琢痕跡，盡量減少圬工工程，根據本路塹邊坡的工程地質條件，本路塹高邊坡加固防護設計主要采用兩種設計方法:第一種為路塹邊坡噴混植生(或客土植草)防護設計。另外一種是拱型骨架及拱架內植物防護設計。

該種高邊坡設計主要是適用于不利于植被生長的石質挖方邊坡。錨桿為正方形布置，其中主錨桿間距為2.0m，相鄰兩排主錨桿錯開布置，輔錨桿間距1m。錨桿鉆孔直徑Φ50，采用M30水泥砂漿全孔灌注。長度不應短于圖中標注尺寸，對于較破碎巖體邊坡，其主、輔錨桿應分別加長至1.2m、0.8m。掛網為雙紐結六邊形鍍鋅鐵絲網。噴植層分基層及表層，總厚度不小于10cm，應配營養劑及埋設保水帶。植物防護根據施工季節特點做好養生，要求成活率不低于90%。所用的護腳為一級坡腳防護，采用M7.5漿砌片石砌筑;當防護位于第二級及以上邊坡時，護腳由平臺截水溝代替。每級邊坡在適當位置設置檢查踏步，踏步采用M7.5漿砌片石砌筑。每2m設一條鋼筋與主、輔錨桿相連以增強鍍鋅網與錨桿的連結。

該種高邊坡設計適用于適用于一般的土質邊坡及類土質邊坡，而且坡率不陡于1∶1。本工程的拱型骨架及拱架內植物防護設計，漿砌片石骨架、主肋條、檢查踏步及護腳均采用7.5號水泥砂漿砌筑，片石強度不低于30MPa，拱架間距為4～4.5m。截水肋條采用C20混凝土預制件砌筑。拱圈段截水肋條宜按拱圈半徑弧度分塊制作。施工前應清除坡面浮土，填充夯實坑凹，使坡面大致平整。植物防護根據施工季節做好養生，要求成活率不低于90%。拱架防護位于第二級及以上邊坡時，護腳由平臺截水溝代替。每級邊坡需要在適當位置設急流槽檢查踏步，采用M7.5漿砌片石砌筑。

3.4 邊坡排水設計

路塹頂部設置截水溝(0.6×0.6m)，每級邊坡平臺上均設置截水溝，采用M7.5漿砌片石砌筑，厚0.25m;各級平臺采用M7.5漿砌片石封閉，厚度0.3m;邊坡坡腳設置邊溝，碎落臺寬度2m。

4 結語

路塹邊坡穩定性分析與設計是按照地質勘探資料進行的，而勘探鉆孔揭露的地質結構有一定的局限性，再加上每一處高邊坡后面的巖體結構都有自身特點，這一切都關系到邊坡加固設計的合理性。對于路塹高邊坡的防護設計和治理，筆者認為高邊坡在施工期應作好地質編錄，并進行邊坡穩定性計算，根據不同高坡的特定工程地質條件設置合適的支擋防護結構;必要時進行現場監測，進而修改設計，以確保路塹高坡在施工期及公路運營期的穩定。

參考文獻

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