桂北某旅游公路紅粘土塹坡穩(wěn)定分析及防護措施研究

張博智 雷文凱 韋紅盈 黃院 曾光林 余鳳鳴

【摘要】以桂北某旅游公路紅粘土塹坡為研究對象，采用圓弧法對邊坡分條，由土層參數(shù)計算各分條的切向力、摩阻力和粘聚力，得出邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。結(jié)合邊坡各防護方案的特征和公路邊坡穩(wěn)定性規(guī)范要求，建議該邊坡采用生態(tài)防護。

【關(guān)鍵詞】紅黏土 圓弧法 穩(wěn)定系數(shù)

【基金項目】賀州學(xué)院自然科學(xué)類項目（2015ZZZK07）；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201611838010）。

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）04-0228-01

如何充分利用紅粘土的有利因素，同時避開其不利的因素，以及提高紅粘土邊坡防護技術(shù)和景觀效果，是山區(qū)旅游公路建設(shè)中一項兼顧理論與技術(shù)創(chuàng)新的研究項目，對景區(qū)發(fā)展具有非常重要意義。

一、工程概況

塹坡所處路段為連接廣西賀州市城區(qū)至姑婆山景區(qū)的二級公路，地處桂北丘陵區(qū)，地勢北高南低，山丘連綿、丘陵起伏、山地多，平原少。其中山嶺間盆地約70%為巖溶地區(qū)，30%為粘性土山丘。項目區(qū)內(nèi)深部巖性以灰?guī)r、砂巖及泥巖為主，表面覆蓋紅粘土。先后經(jīng)歷了六次地質(zhì)變化，形成了一系列的褶皺和斷層。受地形、地貌、工程土性質(zhì)以及外界條件的影響，該路段在施工開挖階段發(fā)生了輕微邊坡病害。為避免邊坡存在安全隱患，需對典型邊坡進行現(xiàn)場勘測，并進行邊坡穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的措施對邊坡進行防護。經(jīng)勘測，該邊坡開挖深度5.2m，土為3層，其中表耕土厚土約0.2m，在計算時，可忽略不計。第二、第三層都是紅粘土，物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

二、塹坡穩(wěn)定分析

采用圓弧法對邊坡進行穩(wěn)定性分析計算，根據(jù)經(jīng)驗初步假設(shè)邊坡開挖坡度為1：1，用坐標(biāo)比例尺畫出邊坡剖面圖，見圖2。

圖2：（1）取滑弧半徑R=10.0m，滑弧下段坡腳通過坡腳A點。取圓心O，使O的垂線離A點的水平距離為0.5m，可得滑動面AC。（2）取土條寬度b=1/10R=1.0m。（3）土條編號：圓心O點垂線處為0條，向上依次編號為1，2，…中共8條。（4）分段計算兩層土各自的弧長為：AD=7.52m，DC=2.51m。（5）各土條的切向力和摩阻力。所以邊坡安全系數(shù)：

Ks==查找規(guī)范知，路塹邊坡安全系數(shù)如表2。

采用圓弧法計算得出的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為2.036，在規(guī)范范圍內(nèi)，說明該高路塹邊坡是符合穩(wěn)定性要求的。安全系數(shù)2.036>1.25，所以邊坡安全。

三、防護措施研究

在選擇邊坡防護類型時，既要考慮的因素很多，既要看當(dāng)?shù)氐匦巍夂蚯闆r和護坡效果如何，又要考慮施工是否可行和造價成本。通過在紅粘土地區(qū)對邊坡防護方案的經(jīng)濟性和效果進行調(diào)查對比得到表3。

從表中可以看出：（1）植物生態(tài)防護與工程防護相結(jié)合在經(jīng)濟上占比較明顯的優(yōu)勢，如植草防護與漿砌片石防護應(yīng)用在相同的區(qū)域中，其單價之比為1：8；（2）各種土工護坡與植物護坡在不同地區(qū)總造價相差不大，而與其他防護措施差別卻有些大，應(yīng)優(yōu)先考慮；（3）從經(jīng)濟效益出發(fā)，一般先選擇最經(jīng)濟的植物防護，如果受到地形、坡率以及土質(zhì)的限制時，可依次選擇：三維網(wǎng)植物防護-土工格室植物防護-漿砌片石防護-掛網(wǎng)噴射防護。

四、結(jié)語

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及實際工程地質(zhì)情況，建議采用骨架植物防護、排水措施相結(jié)合的綜合防護措施對邊坡進行防護。既保證了邊坡的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，也兼顧了路塹邊坡的綠化問題。