深挖路塹邊坡與欠穩定坡體的綜合治理

李鳳嶺

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

K3+965—K4+195深挖路塹段，總長230.0 m，中心最大挖深20.2 m，邊坡最大高度40.3 m（左側）。施工基本完成后，各級邊坡均有裂縫出現，坡面產生局部滑塌，部分框架梁梁體開裂。坡頂線外側10～30 m處出現貫通裂縫，最大寬度約30 cm，邊坡存在整體滑移的變形趨勢。各級邊坡狀態見表1。

表1 各級邊坡狀態一覽表

圖1 邊坡鳥瞰圖

2 工程地質條件

2.1 地形、地貌

該路段屬低山丘陵區，地形起伏較平緩，最大自然坡角約為15°。山體植被發育，以松樹、灌木及蕨類植物為主。

2.2 氣象、水文

工程所在區域屬南亞熱帶季風氣候，雨季長，雨量充沛。地下水主要類型為孔隙水及基巖裂隙水，大氣降水為其主要補給來源。

2.3 地層巖性

邊坡主要由第四系殘坡積粉質黏土和泥盆系中統老虎坳組D2l全風化、強風化泥質粉砂巖組成，詳見圖 2（見 29頁）、表 2。

表2 地層巖性

3 失穩原因分析

該區域雨季長，雨量充沛，風害多、雷暴頻，年平均降雨量為1 680.2 mm，最大日雨量達400 mm，充沛的雨量和地表徑流對坡體的穩定性影響較大。邊坡表層為殘坡積的粉質黏土夾強風化巖塊，下部為強-中風化泥質粉砂巖，坡面抗沖刷能力差，土巖交界面易產生滑動失穩。基巖裂隙水，透水性及富水性不均勻，地下水以側向滲流的方式排泄或蒸發。邊坡所處巖層風化強烈，含泥量大，存在軟弱夾層（泥化夾層），軟弱層遇水軟化后，可產生層間多級滑動。

圖2 典型橫斷面及工程地質剖面圖

該段邊坡與巖層小角度相交，巖層傾角小于邊坡傾角，呈現順層巖邊坡狀態。邊坡開挖基本成型后，坡腳抗滑體變小，抗滑能力減弱，坡腳兩側凌空后，已出現局部變形及破損。而加固防護措施的實施略顯滯后，導致坡體處于極限平衡狀態，存在整體滑移變形的危險。

4 工程處治措施

由于地形地貌、周邊建筑、工程費用及社會影響等諸多因素的限制，本處坡體不適宜進行大范圍卸載減重施工，采用支擋防護+局部卸載是制定處治方案的基本原則。

4.1 方案比選

4.1.1 方案一 樁板墻+局部卸載（見圖3）

圖3 樁板墻+局部卸載方案

一級邊坡取消錨桿框架梁防護，坡腳處設置1.5 m×2 m C30樁板墻，樁間距5 m，樁長23 m（露出地面8 m），板厚30 cm，共計41根樁。樁板墻與第一級邊坡之間的臺背采用碎石土回填。

二、三級邊坡維持現有錨索框架梁防護，對開裂梁體進行修復加固，清除坡面松散堆積物，坡體裂縫用水泥漿充填。

四級邊坡卸載，卸載范圍根據后緣裂縫位置確定，卸載的同時需清除淺層坍塌虛土。卸載邊坡坡率為1∶2.00，采用掛網客土噴播防護。

4.1.2 方案二 預應力錨索+鋼花管注漿+局部卸載（見第30頁圖4）

一級邊坡坡腳設置兩排注漿鋼花管，排間距1.2 m，樁間距3.0 m，鋼管長12 m。將原設計中的錨桿框架梁調整為預應力錨索框架梁，錨索長度32～36 m，共設置3排。

二、三級邊坡清除松散堆積物，坡體裂縫采用水泥漿充填密閉，對已經施工完成的預應力錨索框架梁進行修復加固。為確保坡體的整體穩定，需增設框架錨索進行補強處治，二級邊坡增設兩排，三級邊坡增設一排，錨索長度36～38 m，錨固段長10 m。

四級邊坡卸載，卸載范圍根據后緣裂縫位置確定，卸載的同時需清除淺層坍塌虛土。卸載邊坡坡率為1∶2.00，采用掛網客土噴播防護。

4.1.3 方案比選

圖4 預應力錨索+鋼花管注漿+局部卸載

樁板墻具有抗滑能力強、樁位靈活、施工經驗成熟等優點，但工程造價較高，進行坡腳清理及人工挖孔等施工作業時存在一定的安全隱患，與方案二相比施工進度較慢。

方案二可在保留現有防護的前提下，對坡體進行加固，采用的防護形式與原設計方案相近，施工機具齊備，工人熟練程度較高，施工組織便利，并且工程費用較低，能夠確保施工質量及進度。

綜上所述，經過多方比選，最終采用方案二：預應力錨索+鋼花管注漿+局部卸載。

4.2 邊坡穩定性分析及評價

4.2.1 計算方法[1]

參照《公路路基設計規范》（JTG D30—2015）按傳遞系數法計算邊坡的穩定性及剩余下滑力。

式中：Ti、Ti-1為第 i和第 i-1滑塊剩余下滑力，kN/m；Fs為穩定安全系數；Wi為第i滑塊的自重力，kN/m；αi、αi-1為第i和第i-1滑塊對應畫面的傾角，（°）；ψi為傳遞系數；φi為第 i滑塊畫面內摩擦角，（°）；ci為第i滑塊畫面巖土黏聚力，kN/m；Li為第i滑塊畫面長度，m。

4.2.2 邊坡穩定計算

表3 邊坡穩定性計算

坡體牽引區強度參數為c=0 kPa，φ=35.0°；主滑區強度參數為c=15 kPa，φ=18.0°；抗滑區強度參數為c=15.0 kPa，φ=20.0°，計算結果如表3。

在坡頂卸載、錨索加固及坡腳鋼花管注漿條件下進行邊坡穩定性分析計算，坡體末端滑塊的剩余下滑力為負值，表明該滑塊以上的坡體呈穩定狀態。綜合治理后本段邊坡正常工況下，安全系數K=1.252；非正常工況下，K=1.158，均滿足規范要求。

5 結語

影響路塹邊坡及坡體穩定性的因素較多，如自然環境、地質條件、施工質量等。為確保工程安全，邊坡加固治理時，應根據現場實際情況，進行動態設計與施工，確保處治措施的合理性及時效性。

調查分析邊坡的平衡狀態、結構組成及地質情況，從而為理論計算提供可靠的物理力學參數。結合該區域既有工程的成功經驗、工程造價、社會影響、施工難易程度及時間緊迫性等諸多因素，確定最終的加固治理措施。

施工過程中應嚴格按照設計文件及相關規范進行操作，確保施工質量與安全，避免因施工擾動引起二次破壞的發生。對欠穩定坡體進行加固施工時，應進行動態監測，實時采集欠穩定坡體的變形、位移等重要安全參數，并及時與監理、設計等相關部門溝通，消除安全隱患，確保工程安全。