狹窄困難地形下高大邊坡的治理

楊濤

（云南交通職業技術學院，云南 昆明 650500 ）

圖1 高邊坡總平面圖

某公共建筑群以高大邊坡同處于山體狹窄地帶，公共建筑為兩棟公共建筑。高邊坡與公共建筑距離分別南向9.24m、西向3.26m、北向8m。邊坡平均高度為16.83m，邊坡暴露面為186.7m。與周邊建筑和道路的情況為：邊坡上方已建道路，最近距離5.5m高邊坡為建筑激情所包圍。邊坡承擔著路堤和路基的功能而又被建筑體群所包圍，邊坡處治，最容易引起土體影響的建筑是南向道路和建筑群。邊坡坡頂即是道路硬路肩，距道路中心線9m（路寬8.5m）；距后勤綜合樓南樓檐角處18.2m。

一、治理方案的比選

（一）邊坡治理方案

1.削坡減載防護

該方法通過控制邊坡的高度和坡度，而無需對邊坡進行整體的加固，使邊坡達到自身穩定的一種方法，坡高小于20m，按照理想土質條件，按1：0.3的放坡比例，削坡設計將會占用原有硬路肩，坡頂侵入路肩1.3m。受地形限制，沒有更多的土地可以用于放坡設計。此方案不可行。

2.重力式擋土墻防護

重力式擋土墻對邊坡的防護，是采用石砌或混凝土澆筑擋土墻作為支擋防護工程，石材和混凝土擋土墻自重穩定，并利用內側斜坡傾角，綜合利用擋土墻自重加上邊坡推力垂直重力方向的壓力傳遞給擋墻，所以更為穩定。這種方法對低矮邊坡進行防護較為經濟可行。此方案需要對原有內部道路開挖，開挖后砌筑擋土墻體，后回填土，施工組織設計要求斷路，重建原有道路，而目前此段道路較為繁忙，不允許封閉交通。

3.抗滑樁防護

抗滑樁多采用挖孔灌注樁，它是一種大截面側向受荷載力的樁體設計，樁身穿過滑體錨入滑床中一定深度，其中滑動面以上部分受側向荷載力，滑動面以下部分較為錨固，此設計對抗水平位移的滑體有一定的優勢作用，可以借鑒考慮。

4.應力錨索防護

預應力錨索是一種可承受拉力的結構系統，它的一端被固定在穩定地層或結構中，另一端與被加固物緊密結合，形成一種新的結構復合體，它的核心受拉體是高強預應力筋（預應力鋼絲、鋼絞線等），它在安裝后可立即向被加固物體主動施加壓應力。限制發生有害的變形和位移，預應力錨索是一種高效經濟實用的工程技術，在邊坡治理中廣泛得到了重視和應用，可以借鑒考慮。

（二）邊坡排水工程防護

邊坡排水設施主要的目的是為了把邊坡中水體排出，減輕邊坡內部土體的含水量。排水是一項重要的措施，排水工程對于邊坡穩定非常有至關重要的作用，邊坡排水，應包括坡面水、地下水和坡體滲透水，所以邊坡排水應統籌考慮，坡面水、地下排水坡體水滲透，應統一考慮。

（三）綠化防護

采取工程措施與植物種植相結合的生態護坡技術，可以減少邊坡的土質風化、老化和水土流失造成的破壞。邊坡植物的根系較為發達，對邊坡表層土質起到穩固作用。綠化減輕坡面不穩定和侵蝕方面的影響，使邊坡與周圍環境相協調統一，達到工程治理與環境美化雙贏的效果。

二、密布抗滑樁加預應力錨索治理方案

（一）實例分析

該邊坡所在位置地質具有喀斯特地貌的特征，土質鉆心取樣分析自上而下為：表層1m～3m之間為坡積層，主要以松散土、覆蓋土為主，3m～9m為殘積層，主要是風化巖石，沙礫、黏土等；9m以下為風化基巖層，為破碎風化基巖組成，伴隨小型溶洞溶洞尺寸50cm、最大尺寸150cm，伴隨有小型溶洞。

（二）綜合方案

邊坡治理分為兩個部分，建筑物部分基坑支護高度為7.5m～12.6m，道路路堤部分基坑施工完成回填后形成0.5m～6m永久邊坡，抗滑樁與基坑支護樁為同一道工序，支護樁同一位置為同一棵樁。該項目中基坑支護起路堤加固一并考慮受力作用，基坑計算時選用固結快剪指標，計算工況為一般工況，邊坡工程計算時，支護結構已施工完成，僅采用浸水快剪指標對支護結構及錨索設計進行驗算±0m～10m之間運作。由于抗滑樁是路基組成部分，抗滑樁受力為雙向，采用“密布“形式，密布抗滑樁阻止滑動面產生的水平推力，切斷滑動面。樁與樁之間采用隔板墻工藝加固，形成結板效應。

表1 土層分析

（三）施工關鍵技術

邊坡治理下部，抗滑樁直徑1m錨入地下穩定基巖內。樁與樁之間，用配筋板作為連接，形成整體。在錨索進入相應的山體之后，與端頭進行有效的連接，在整個邊坡的內外形成了一定的網架結構。錨索施工中，施工工藝非常關鍵，是力學計算的基礎，為坡體穩定樁柱受力提供保障。所以在錨索錨桿鉆孔時，孔底的擴孔和索孔道的“吹孔”，要把松散土清理干凈，在錨索打入索孔中，用高壓混凝土對孔底錨頭噴吹，凝固后與周圍的巖石土體融合穩固，穿梭注漿，最后是嚴格按照操作規程執行張拉。錨索鎖定后48小時內若發現有明顯的應力松弛時,應進行補償張拉，然后加以鎖定并對錨頭用混凝土進行封堵，而組合之后的土體就會形成一個整體，最終形成穩定的結構。

（四）設計與驗算

土體內力計算采用建筑邊坡工程技術規范(GB 50330-2013)，地震烈度為8度，水平地震系數為0.2，地震作用綜合系數為0.25，地震作用重要性系數為1，水平加速度分布類型為矩形。

計算剩余下滑力，抗剪強度(R/K模型)，安全系數取值為1.05；水平推力為171.7×cos18.6°=162.7kN。

背側為擋土側；面側為非擋土側。

背側最大彎矩為379.939kN·m，距離樁頂8.697m；面側最大彎矩為4.690kN·m，距離樁頂19.103m，最大剪力為132.134kN，距離樁頂5.000m；最大位移19mm。第一道錨索水平拉力123.35kN，距離樁頂2m；第二道錨索水平拉力44.462kN，距離樁頂5m。

圖2 土層結構

表2 土層力學指標

三、治理效果后評估

通過預應力錨索密布抗滑樁（間距80cm）固基，樁間連接板墻和坡頂綠化護坡，綜合治理方案實施，工程經歷兩個雨季和一次3.2級、距離189km、震源深度13km的地震，目前邊坡下部收集排水管暢通，出水量不大，上部截水溝（道路邊溝）排水正常，坡體穩定，沉降和平行位移均在工程允許控制范圍內（最大沉降值不大于4.9mm和最大平行位移值不大于27.75mm）。綜合治理后的土體為上部原有道路鞏固路床、路基基礎，為新建建筑17.6m基坑支護防范坍塌起到了安全保障作用，作為復雜邊坡綜合治理，效果較為理想并達到預期。

四、結語

復雜邊坡治理工程，是土木工程領域，特別是道路橋梁和建筑、土木工程建設中必須面對的棘手問題，治理方案需要因時而變，因勢而導，具體問題具體分析，不能死搬照抄。邊坡治理涉及到地質、結構、力學，環境等諸多因素，需要認真思考嚴謹分析，單一形式的治理，效果并不明顯，綜合治理方可收到良好的效果。項目為狹窄地形內復雜邊坡治理，提供一個成功借鑒案例。