重慶某縣街道邊坡治理工程設計報告

王登峰 藺化棟

摘要：邊坡治理是常見的結構工程，本文通過實例介紹、分析某邊坡破壞模式及計算方法，通過選擇合理的設計方案，達到邊坡治理后安全可靠、經濟實用、美化環境的目的。

關鍵詞：穩定性計算、邊坡設計、格構錨桿

一、邊坡概況

該擬建邊坡位于重慶某縣城街道轉盤南側，后緣位于南側頂部緩坡處，邊坡左右及后緣已修建民房，前緣臨空條件好，據現場調查及歷年變形情況訪問，歷史上多次出現局部掉塊及垮塌現象，造成路面損壞，2007年暴雨后，坡頂小路上出現一拉張拉裂縫，縫寬1～5cm，長約5～8m，走向90°，2007年至今，后緣裂隙有擴大跡象。邊坡威脅對象為前側某縣市政主要街道、后緣民房22戶，治理工程是必要。該邊坡防治工程等級為二級，防治工程穩定安全系數為1.30，支護結構重要系數取1.0，設計使用年限50年。

二、地質環境條件

邊坡區位于普子向斜南東翼，巖層產狀302°∠27°，主要發育二組裂隙：裂隙Ⅰ產狀5°∠60°，裂隙寬3～5mm，延伸長度8～15m，間距2～5m，結合程度差，貫通性好，貫通率約為65%，為硬性結構面；裂隙Ⅱ產狀255°∠84°，少量泥質充填，延伸長度1～3m，裂隙寬1～3mm，間距0.50～1.50m，結合程度一般，貫通性一般，貫通率約為40%，為硬性結構面，裂隙Ⅰ受陡邊坡卸荷的影響，在邊坡頂部較發育。根據勘查工作揭露地層主要為第四系全新統人工填土層（Q4ml）、奧陶系下統分鄉組（O1f）頁巖，坡頂平臺、緩坡帶、坡底均出露有人工填土層，厚度較薄，整個陡坡面出露頁巖。

邊坡坡長約8m，寬約20m，高15m，形態較規整，為一倒梯形狀。邊坡為切向坡，上部后緣及前緣為地勢平坦，地形坡度0～5°，坡面分為緩坡段、陡坡段，緩坡段坡角約25°，陡坡段坡角70°，坡體物質成分為頁巖，巖質較松軟，構造節理裂隙發育較破碎，部分巖體被裂隙切割成塊體狀，局部巖體受裂隙切割外傾臨空。

三、穩定性評價

（1）宏觀穩定性評價

邊坡巖性為奧陶系強風化頁巖，完整程度較差，結構面結合程度差～一般，一組裂隙外傾臨空，同時在邊坡頂部發育垂直卸荷裂隙，宏觀評價采用赤平投影圖分析，邊坡與巖層傾向相切，為切向坡，裂隙Ⅰ外傾臨空，裂隙Ⅰ與層面、裂隙Ⅱ與層面交線均傾向坡外，邊坡可能沿著裂隙Ⅰ產生整體滑移。同時，根據地質揭露坡頂風化帶厚度約3.0m，見有垂直拉張裂隙，恰好位于裂隙Ⅰ控制性破壞范圍，宏觀判斷該邊坡現狀處于基本～欠穩定狀態。

（2）穩定性定量評價

根據邊坡特征，先根據赤平投影圖分析對邊坡定性評價，然后對邊坡進行定量評價。由于存在硬性結構面，且與巖體風化帶、破裂角基本一致，故直接采用控制性硬性結構面進行計算。采用平面滑動法，邊坡穩定性系數按下式進行計算：

式中：V——裂隙水壓力（KN/m）；

Q—地震力（KN/m），地震加速度取0.05；

V—后緣裂隙水壓力（KN/m），裂隙充水高度取裂隙深度的2/3；

U—滑面水壓力（KN/m）；

F—危巖穩定性系數；

c—后緣裂隙粘聚力標準值（K Pa）；

—后緣裂隙內摩擦角標準值（°）；

a—滑面傾角（°）；

W—危巖體自重（KN/m）；

按照上述公式，以裂隙Ⅰ結構面作為滑面，對邊坡進行穩定性計算，邊坡主剖面穩定性天然工況下、飽和工況下穩定系數均小于安全系數，該邊坡可能沿著裂隙Ⅰ產生整體滑移。依據《建筑邊坡支護技術規范》6.3.4節規定，對無外傾結構面的巖質邊坡，以巖體等效內摩擦角按側向土壓力方法計算側向巖壓力，破裂角按45+Φ/2確定，對有外傾硬性結構面的邊坡應同時計算結構面、巖體破裂面，取兩種結果的較大值作為支護結構設計依據。

四、治理工程設計

（1）防治原則

①針對各段邊坡的破壞模式、規模特點，采取合理的治理措施。

②綜合考慮安全、經濟、環境等因素進行設計，按相關規范的規定采用動態設計。

③防治工程的各項措施，應盡量因地適宜，就地取材，采用技術可行、經濟合理且施工方便、可操作性強的工程結構。

④防治工程應與環境相結合。

（2）依據防治原則，邊坡坡頂場地狹窄，坡底為城市主道路，為保證坡頂、底建（構）筑物的安全，確定對緩坡帶采用噴射素混凝土防止坡面風化，對陡坡帶采用格構錨桿擋墻，同時在坡面采取綠化措施。

（3）分項工程設計

①清除坡面

采用人工配合機械清除的方式，清除坡面上的危險、風化巖體。

②噴射素混凝土

對緩坡帶巖體直接噴射C25素混凝土厚50mm。

③格構錨桿支護

對陡坡帶采用格構錨桿支護，錨桿工程施工前搭設穩固腳手架，保證施工人員、設備的安全。錨桿采用1 20@2.5m×2.5mHRB400螺紋鋼筋，最上一排錨桿傾角25°，其余錨桿傾角15°，鉆孔直徑91mm，全長粘結，錨孔內采用M30水泥砂漿灌注，錨桿錨入中風化穩定巖體中不小于4.0m，每2m設一個中支架，所有鋼筋均采用HRB400級。錨桿鉆孔施工前應充分調查、收集坡頂建筑基礎深度及形式，避開坡頂建筑基礎，錨孔應從水平、豎向跳孔施鉆，鉆孔完畢后及時灌漿封閉，防止密集鉆孔對坡頂建筑地基造成影響。

格構梁截面尺寸300×400mm，豎梁間距2.5m，橫梁間距5.0m，頂部設置300×400mm頂梁，底部設置300×400mm底梁，格構梁混凝土標號C25，格構豎梁底設600×800×600mm獨立基礎，基底設C15細石混凝土墊層800×1000mm，基礎嵌入中風化基巖不小于0.2m，所有鋼筋均采用HRB400級。

坡面錨桿處掛 8@200×200鋼筋網，噴射混凝土標號C25，厚100mm，邊坡走向長度短不設伸縮縫，設泄水孔間距縱橫向為2500mm，預先在巖面鉆孔0.3m，插入φ90孔內段帶孔PVC花管，泄水管長度0.4m，管傾向坡外坡率約5%，泄水孔優先設在裂縫處或出水處。

④綠化工程

錨噴前錨桿處向坡外焊接1 18鋼筋長200mm，外露長5～10cm，向外設彎鉤，用于外掛φ6@400mm不銹鋼鋼筋網，用于攀爬坡底蔓藤植物，同時坡底種植蔓藤植物，保證錨噴后坡面與環境相結合。

五、監測工程設計

（1）在邊坡坡底部可視地段設2個監測控制點，埋設、安裝完畢后立即重復觀測兩次，確定基準值。

（2）在坡頂設3處變形監測點，用于邊坡治理中施工監測、效果監測，施工期間3～5天測一次，竣工后為7～10天，在暴雨應加密觀測次數，過一個雨季后，每半月一次，防治效果監測時程不應少于1個水文年。

（3）錨桿應力監測設1～3點，保證錨桿抗拉拔達到設計值。

六、結語

（1）邊坡治理設計應首先明確破壞模式，建立合理的計算模型，為結構計算提供正確的設計依據。

（2）設計方案應遵循設計原則，做到“可靠性、經濟性、美觀性”。

（3）治理工程應采用動態設計、信息法施工，及時反饋變更調整。

參考文獻：

[1]重慶市建設委員會，《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2002），中國建筑工業出版社，2002.08；

[2]張永興，《邊坡工程學》，中國建筑工業出版社出版，2008.08；

[3]熊傳治，《巖石邊坡工程》，中南大學出版社，2010.10。