錨管土釘在福建濱海風積砂高邊坡加固中的應用

藺保云

(福州市勘測院 福建福州 350108)

0 引言

錨管注漿具有多種優點，且施工經驗較為成熟[1-4]，目前被普遍應用于多種邊坡支護和滑坡加固中。但隨著沿海經濟建設的飛速發展，沿海濱海風積砂是我們遇到的新巖土類型。前人對風積砂的研究主要集中在沙漠地區，以及風積砂作為路基時的性能和穩定性分析[5-8]，針對風積砂挖方邊坡的加固治理研究較少[9-14]，對濱海風積砂挖方高邊坡的加固治理研究極少。

濱海風積砂具有層狀堆積、密實不均、且富含泥質等特點。本文結合福州市長樂濱江濱海路三沙灣至南北澳段道路工程K28+280～K28+480右側高邊坡，采用分階放坡+重力式擋土墻+錨管土釘+生態土袋對風積砂高邊坡進行支護加固，提出加固設計方案的要點，并對其加固效果進行評價，對今后類似工程具有重要的指導意義。

1 工程概況

擬建福州市長樂某濱海道路工程位于長樂區梅花鎮，為城市Ⅰ級主干道。由于修建道路在K28+280～K28+480段穿越小山丘，在道路右側擬形成12.5 m～26.5 m的高邊坡。現狀山丘坡面植被一般，坡度為15°～25°，坡頂無重要構筑物。該處邊坡距離海邊約200 m。

據地質勘探資料，該邊坡巖土層主要為風積的細中砂，厚度20 m～30 m，下部為薄層的淤泥質土和砂土狀強風化花崗巖、碎塊狀強風化花崗巖和中風化花崗巖。本邊坡場地地下水主要為風積砂層中的潛水，以及風化巖層的孔隙、裂隙潛水，穩定水位埋藏較深。對本工程影響較大的，主要是降雨入滲的地表水。

2 邊坡加固措施方案

2.1 邊坡加固分析

根據勘察資料，本挖方邊坡以風積的細中砂土邊坡為主。根據分析，影響砂土邊坡穩定主要為內部因素(砂土成分和坡形)和外部因素(人為、降雨、風化、侵蝕和地震等)。

本邊坡風積砂厚度較厚，密實不均，原山丘坡度較緩，擬開挖邊坡坡度較高，采用抗滑樁+錨索或錨索框架的支護方案，造價較為昂貴，且砂土地層錨固力較低，存在應力易消散等風險。加上周邊山體建設用地較為緊張，無法采用大面積分級放緩坡的方案。

另外，場地處于濱海沿海地帶，周邊海風侵蝕、臺風降雨侵擾較為強烈，對坡面進行封閉固砂綠化，也是十分重要的部分。

2.2 邊坡加固方案

上述分析：砂層厚、密實不均勻，邊坡高，用地緊張，固砂綠化。充分發揮錨管土釘注漿的支護特點，采用“分階放坡+重力式擋土墻+錨管土釘+生態袋”相結合的支護措施。從上往下分別為：

第一階邊坡，坡高0 m～4.5 m，坡率1∶1.5，靠近坡頂，下滑力相對較小，采用放坡，坡面采用生態土袋封閉綠化。

第二、三階邊坡，坡高8.0 m，坡率1∶1.5，屬于坡腰，下滑力中等，采用4排φ48注漿錨管@2000，長度為9 m，傾角30°，孔徑110 mm，坡面采用生態土袋封閉綠化。

第四階邊坡，坡高6.0 m，屬于坡腳，下滑力最大，臨時開挖時坡率1∶0.5，采用3排φ48注漿錨管@2000，長度為9 m，傾角30°,孔徑110 mm，開挖后再采用重力式擋土墻封閉坡面。

同時，為了增加平臺的穩定性，在每個開挖平臺處均增設2排φ48豎向注漿錨管@2000，長度為9 m，傾角90°，孔徑110 mm。

坡面和擋墻均按2.5 m×2.5 m梅花形布置軟式透水管和泄水孔。具體加固方案如圖1所示。

圖1 邊坡加固設計圖

3 穩定性驗算

由于本工程處于7度區，依據按《城市道路路基設計規范》(CJJ194-2013) ，邊坡穩定性計算，①正常工況：邊坡處于天然狀態下(要求Fs≥1.20)；②非正常工況I：邊坡處于暴雨或連續降雨狀態下(要求Fs≥1.10)；③非正常工況I：邊坡處于地震狀態下(要求Fs≥1.05)。風積細中砂的具體參數如表1所示。

表1 計算參數

利用簡化畢肖普法公式，采用復雜土層計算模塊，計算步長為1 m。同時根據擋土墻的性質，等效視為一種具有重度和抗剪強度的土層，采用理正巖土計算軟件6.5PB2版驗算，該邊坡采用錨管注漿加固處理后，穩定安全系數Fs=1.301～1.337，可以到達規范要求的安全范圍。邊坡穩定性驗算計算結果簡圖如圖2所示。

圖2 邊坡穩定性驗算計算結果簡圖

4 處理效果評價

目前，該邊坡已經竣工5年，施工、竣工場景如圖3所示。從開始施工至今，經歷了多場臺風和暴雨，錨管土釘和重力式擋土墻均未發生結構變形，生態土袋長滿植被，無沖刷的現象，坡面封面綠化效果較好。

圖3 施工、竣工場景圖

通過傳感器采集邊坡平臺下部土壓力值與孔隙水壓力值，其變化曲線如圖4所示。土壓力曲線除了施工的影響外，基本上保持穩定，孔隙水壓力基本保持在100.0 kPa左右，其余各項位移監測結果也均滿足規范要求，說明該加固方案效果較為理想。

(a)豎直向土壓力曲線(平臺3，埋深3.4 m)

(b)水平向土壓力曲線(平臺3，埋深3.4 m)

(c)孔隙水壓力測量曲線圖4 土壓力與孔隙水壓力變化曲線

5 結語

該段濱海風積砂高邊坡通過采用分階放坡+重力式擋土墻+錨管土釘+生態袋的組合支護方式，較好地解決了砂層密實不均、用地緊張、固砂綠化的難題。通過監測顯示，施工過程中均未出現較大位移，土壓力趨于穩定，邊坡趨于穩定，同時植被茂密也大大增加了該邊坡的觀感，達到了預期的設計效果。由此說明該處理方案效果較為理想，對周邊的環境影響也較小，為今后類似工程的提供了良好的參考。