高填方順層陡坡路堤防護(hù)支擋設(shè)計(jì)研究

劉宏力，袁 奇，廖 俊

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

高填方順層陡坡路堤防護(hù)支擋設(shè)計(jì)研究

劉宏力，袁 奇，廖 俊

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

由于橫坡較陡，高填方順層陡坡路堤常常存在滑塌變形的風(fēng)險(xiǎn)。為設(shè)計(jì)S304省道K7+500～K7+580左側(cè)高填方順層陡坡路堤的防護(hù)支擋方案，以該段填方路堤的工程地質(zhì)條件為背景，以剩余下滑力穩(wěn)定性分析計(jì)算為手段進(jìn)行分析。以剩余下滑力作為比選參數(shù)，確定樁板墻作為該段高填方順層陡坡路堤的防護(hù)支擋方案。

順層邊坡；高填方；陡橫坡；剩余下滑力；樁板墻

1 工程概況

S304省道位于云貴高原向四川盆地過(guò)渡地帶，起點(diǎn)位于桐梓縣花秋鎮(zhèn)，終點(diǎn)位于桐梓河畔的圓滿(mǎn)罐鄉(xiāng)，地貌高程落差達(dá)到669.5 m。區(qū)域年平均降雨量1 038.8 mm，主要集中于夏秋兩季，與之相應(yīng)，夏秋兩季區(qū)域內(nèi)地層極為富水。

K7+500～K7+580左側(cè)高填方順層陡坡路段位于桐梓縣花秋鎮(zhèn)，路線(xiàn)起訖樁號(hào)為K7+500～K7+580，全長(zhǎng)80 m，中心最大填高13.39 m，最大邊坡高度為45.30 m。地層由新到老分別為灰褐色第四系(Qel+dl)粉質(zhì)粘土及殘坡積碎石土，下伏基巖為奧陶系下統(tǒng)湄潭組(O1m)泥巖、頁(yè)巖。巖層產(chǎn)狀為130°∠20°。路線(xiàn)走向?yàn)?33°，因此該路段為典型的高填方順層陡坡路堤，K7+560為該段路堤典型工程地質(zhì)剖面，見(jiàn)圖1。

圖1 工程地質(zhì)剖面示意圖

2 剩余下滑力計(jì)算

2.1 比選方案

由于該路段為典型的高填方順層陡坡路堤：填方高、橫坡陡、基巖為順層。夏秋兩季地下水豐富之時(shí)，順層坡的土體力學(xué)參數(shù)會(huì)急速降低。當(dāng)填方逐漸壓實(shí)之后，強(qiáng)風(fēng)化的泥巖孔隙比降低，層間滲流減弱，地下水將會(huì)沿基巖頂面向下滲流，在滲流壓力及巖土體力學(xué)參數(shù)減弱的共同作用下，邊坡存在滑塌的危險(xiǎn)。選取K7+560剖面為計(jì)算剖面，對(duì)以往貴州高速公路順層邊坡防護(hù)支擋方案的設(shè)計(jì)總結(jié)，備選方案擬選為樁板墻及護(hù)腳墻，考慮到抗滑樁懸臂不宜過(guò)高，因此將抗滑樁置于第四級(jí)平臺(tái)，見(jiàn)圖2。

圖2 比選方案剖面示意圖

2.2 計(jì)算參數(shù)

剩余下滑力計(jì)算采用《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的傳遞系數(shù)法，不考慮滑塊間變形、不考慮滑塊鍵拉張，剩余下滑力穩(wěn)定性計(jì)算的基本參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 剩余下滑力計(jì)算基本參數(shù)

根據(jù)勘察報(bào)告，填方路堤邊坡由上到下分別為填料、松散坡積土、強(qiáng)風(fēng)化巖體及中風(fēng)化巖體。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查結(jié)合試驗(yàn)，順層坡基巖頂面的巖土體受地下水的作用軟化后力學(xué)參數(shù)急速降低，因而將潛在滑動(dòng)面全部按照滑帶土取值。土性參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 土性參數(shù)選取

2.3 潛在滑動(dòng)面分析

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合已有的高填方破壞案例，應(yīng)用簡(jiǎn)化Bishop法搜索潛在最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，兩種防護(hù)支擋在考慮路基填土性質(zhì)及動(dòng)載荷的作用下，潛在滑動(dòng)面如圖3所示。圖3中潛在滑動(dòng)面1和潛在滑動(dòng)面2分別為樁板墻和護(hù)腳墻的潛在滑動(dòng)面。

圖3 兩種備選方案潛在滑動(dòng)面

圖4 兩種支擋方案剩余下滑力曲線(xiàn)

2.4 剩余下滑力曲線(xiàn)

根據(jù)所得潛在滑動(dòng)面，計(jì)算兩種防護(hù)支擋方案的剩余下滑力。根據(jù)剩余下滑力計(jì)算結(jié)果，繪制出兩種支擋防護(hù)潛在滑動(dòng)面的剩余下滑力曲線(xiàn)，見(jiàn)圖4。

3 防護(hù)支擋方案

根據(jù)圖4所得兩種支擋方案剩余下滑力曲線(xiàn)，在前20 m，兩者防護(hù)方案的剩余下滑力差別不大，但20 m之后護(hù)腳墻方案下滑力明顯大于樁板墻方案，分析認(rèn)為這是由于二者的剪出口高差不同造成剩余下滑力差別顯著，由于橫坡較陡，護(hù)腳墻的潛在滑動(dòng)面剪出口的高差更大。護(hù)腳墻的剩余下滑力最大達(dá)到1 708 kN/m，樁板墻方案剩余下滑力最大達(dá)到1 478.02 kN/m，從剩余下滑力曲線(xiàn)對(duì)比可以看出，樁板墻支擋方案的剩余下滑力較小。此外，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，相較于護(hù)腳墻，抗滑樁的抗力效果更好，抗滑樁能在較大的滑坡推力下依然能使邊坡保持穩(wěn)定不滑塌。因此，結(jié)合以上三方面分析，選擇樁板墻作為本段高填方順層陡坡路堤的防護(hù)支擋方案。

4 結(jié) 論

為設(shè)計(jì)S304省道K7+500～K7+580高填方順層陡坡路堤的防護(hù)支擋。本文依據(jù)該段填方路堤的工程地質(zhì)條件，以剩余下滑力曲線(xiàn)作為對(duì)比分析，最終確定樁板墻作為該段高填方陡坡順層路堤的防護(hù)支擋方案。

[1] 袁奇,龍維,劉品,等.下里哈軟巖路基順層邊坡防護(hù)支擋對(duì)策研究[J].公路交通技術(shù),2016,(3):19-22.

[2] 劉玉梅,楊振凱.飽水巖體邊坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算[J].巖土力學(xué),2003,24(S):329-331.

[3] 許強(qiáng),范宣梅,李園,等.板梁狀滑坡形成條件、成因機(jī)制與防治措施[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2010,(2):242-250.

Adissertationonresearchonprotectivesupportingandretainingdesigningofhighembankmentwithsteepbeddingslope

LIU Hong-li, YUAN Qi, LIAO Jun

(Guizhou Transportation Planning and Design Academe Co., Ltd., Guiyang,Guizhou 550081, China)

Many high embankment with steep bedding slopes take the risk of sliding deformation because of the cross slope is very steep. To design the protective supporting and retaining of the K7+500～K7+580 high embankment with steep bedding slope in S304 provincial highway, the engineering geology is taken as the background and the residual stability analysis is taken as the basic. The protective supporting and retaining designing of pill walls have been designed based on the different residual force curves.

bedding slope; high embankment; steep slope; residual slip force; pile walls

2017-06-27

劉宏力(1979-)，男，貴州貴陽(yáng)人，高級(jí)工程師，主要從事高速公路巖土工程設(shè)計(jì)工作。

U417.1

A

1008-3383(2017)10-0012-02