市政道路工程邊坡滑移治理方法

◎劉偉

為解決市政道路工程建設(shè)中的邊坡滑移問題，結(jié)合某市政道路工程實(shí)際情況，對(duì)其邊坡滑移治理方案選擇及實(shí)施進(jìn)行深入分析，提出具體方法和要點(diǎn)。

市政道路邊坡雖然不像其它公路邊坡那樣高陡，但也有可能發(fā)生滑移和滑塌現(xiàn)象，給道路施工及運(yùn)營(yíng)安全造成影響，因此有必要根據(jù)市政道路工程及其邊坡實(shí)際情況，選擇合理有效的邊坡加固治理方法。

一、工程概況

某市政道路邊坡屬于丘陵斜坡，分布方向?yàn)閺谋毕蚰戏植迹蠔|方向略低，高度在16-20m 范圍內(nèi)，坡向?yàn)?93°-217°，整體坡度在12°-20°范圍內(nèi)。由于在前期進(jìn)行道路修建過程中進(jìn)行了路基開挖施工，但沒有開挖到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高，于K0+480～K0+780 處的右側(cè)留下一個(gè)高度在20.50m左右的臨時(shí)邊坡，其坡向?yàn)?94°-217°，整體平面為三階放坡，坡率在 1：0.88-1：1.25 范圍內(nèi)，同時(shí)于 K0+780～K0+980 處的右側(cè)留下一個(gè)高度在10-20m 范圍內(nèi)的臨時(shí)邊坡，其坡向?yàn)?193°，整體平面為一階至二階放坡，坡率在 1：0.75-1：1 范圍內(nèi)。邊坡體的基巖直接外露，坡腳處西高東低，為斜坡狀。在施工過程中，于K0+620 處的右側(cè)坡頂產(chǎn)生滑塌體，其長(zhǎng)度、高度分別為5m 和3m，總體量在14m3左右；同時(shí)，于K0+770 處的右側(cè)也產(chǎn)生了滑塌體，其長(zhǎng)度、高度分別為9m和3m，總體量在50m3左右；除此之外，在產(chǎn)生滑塌現(xiàn)象的邊坡還可見到多處裂隙，不同裂隙的長(zhǎng)度及寬度均不同，隨時(shí)有可能發(fā)生新的滑塌現(xiàn)象。經(jīng)詳細(xì)的地質(zhì)勘察，邊坡巖土體主要物理力學(xué)指標(biāo)如表1、2 所示，根據(jù)各項(xiàng)巖土體物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，相關(guān)計(jì)算參數(shù)如表3 所示。

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二、邊坡滑移治理

1.治理方案。

目前常用的邊坡加固治理方法主要有以下幾種：

（1）坡率法。

其作用機(jī)理為按照適當(dāng)坡率與分級(jí)通過刷坡使邊坡保持在穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)加以相應(yīng)的防護(hù)，該方法的主要優(yōu)勢(shì)為施工相對(duì)簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，缺點(diǎn)為可能給自然植被及附近生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，另外，在刷坡完成后邊坡可能產(chǎn)生進(jìn)一步的變化，當(dāng)變?yōu)楦哌吰聲r(shí)，仍有可能造成損害。該方法適用于矮邊坡及方量相對(duì)較小的邊坡，是一種最原始而又無法避免的方法。

（2）剛性支擋法。

①擋墻與抗滑擋墻：其作用機(jī)理為依靠基底摩擦力與被動(dòng)土壓力使邊坡破壞力達(dá)到平衡，并充分利用擋墻自重防止墻體發(fā)生傾倒，該方法的主要優(yōu)勢(shì)為施工相對(duì)簡(jiǎn)便，且取材容易，缺點(diǎn)為當(dāng)在山區(qū)進(jìn)行高擋墻施工時(shí)難度較大，另外，由于其抗滑能力相對(duì)較差，所以在對(duì)大型滑坡進(jìn)行治理時(shí)使用經(jīng)濟(jì)性較差。該方法適用于邊坡病害深度較小，且破壞力不強(qiáng)的低矮邊坡。為了能良好適應(yīng)不同的地貌及地質(zhì)條件，現(xiàn)在已經(jīng)演化出很多斷面形式，未來將逐步減小該方法的使用頻率及設(shè)計(jì)高度。

②抗滑樁：其作用機(jī)理為側(cè)向受力，在樁身的作用下使邊坡下滑力均勻傳遞到錨固段，然后依靠錨固段抗滑樁樁周阻抗力與邊坡的破壞力達(dá)到平衡，該方法的主要優(yōu)勢(shì)為樁位布置靈活，施工安全性高，因開挖量相對(duì)較少，所以不會(huì)給滑體造成破壞，或?qū)Ψ€(wěn)定性造成影響，施工中還能對(duì)地質(zhì)勘探資料進(jìn)行驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)潛在的問題，缺點(diǎn)為截面較大。該方法適用于潛在滑動(dòng)面深度較大，且松散、軟弱，地下水較為豐富又難以產(chǎn)生錨固力或?qū)﹀^桿具有一定腐蝕性的地層。目前該方法是大型滑坡處置主要方法之一，如果在大型深層邊坡情況中使用，大多會(huì)被錨索樁代替，而對(duì)于直接外露的抗滑樁，需要和環(huán)境工程良好結(jié)合。

（3）柔性支擋法。

①錨桿框架：其作用機(jī)理為采用框架將坡體箍住，并在保持穩(wěn)定狀態(tài)的巖體中設(shè)置錨桿，依靠錨固力起到抗滑的作用，該方法的主要優(yōu)勢(shì)為結(jié)構(gòu)輕便，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，而且能在框架中進(jìn)行綠化，缺點(diǎn)為設(shè)置錨桿可提供的錨固力有限。該方法適用于多級(jí)挖方邊坡以及天然邊坡發(fā)生的淺層變形治理。目前該方法主要用于可產(chǎn)生較大錨固力，并且不會(huì)對(duì)錨桿造成腐蝕作用的淺層挖方邊坡，在對(duì)環(huán)境提出較高要求的邊坡得到了廣泛應(yīng)用。

②錨索框架：其作用機(jī)理為采用框架將坡體箍住，并在深層次巖體中設(shè)置錨索，以此提供較大抗滑力，另外還能施加一定預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體實(shí)際受力狀態(tài)的有效改善，該方法的主要優(yōu)勢(shì)為框架施工能與邊坡緊貼，而且可以在框架中進(jìn)行綠化種植，對(duì)坡度不大的土質(zhì)邊坡而言，可直接進(jìn)行植草。另外，還支持分層實(shí)施，將對(duì)坡體造成的干擾降至最低程度，施工的機(jī)械化水平很高。適用于滑動(dòng)位置處于路基面上部或一般路塹邊坡及自然邊坡發(fā)生的深層次變形，能對(duì)下滑力相對(duì)較大的邊坡進(jìn)行加固，對(duì)邊坡坡度有較強(qiáng)適應(yīng)性，但要注意，地層或水不能對(duì)錨索造成腐蝕，在條件允許的情況下可完全取代直接外露的抗滑樁及錨索樁。

根據(jù)該道路邊坡實(shí)際情況，初步制定了以下三套加固治理方案：

方案一：采用坡率法。該道路邊坡產(chǎn)生滑移的段落原采用分級(jí)放坡的方法處理，每級(jí)8m，從坡度到坡頂?shù)钠侣史謩e為 1：0.75、1：1、1：1、······。在兩級(jí)邊坡之間設(shè)置寬度為 2m 的平臺(tái)，防護(hù)方式為掛網(wǎng)噴混+ 植草，混凝土噴射厚度為10cm，單根錨桿的長(zhǎng)度為1.5m，錨桿布置按照梅花形進(jìn)行。通過穩(wěn)定性計(jì)算可知，若按照地質(zhì)條件進(jìn)行分層，則坡頂為土質(zhì)邊坡，下部為巖質(zhì)邊坡。坡頂土層厚度為1.4-2.6m，無論正常工況還是非正常工況，均處在欠穩(wěn)的狀態(tài)，與實(shí)際穩(wěn)定性基本一致，由于該邊坡處于開挖階段，隨著施工進(jìn)一步進(jìn)行，其坡頂土體可能產(chǎn)生失穩(wěn)，所以必須進(jìn)行治理。基于此，將最上層坡率確定為 1：1.25，四級(jí)邊坡坡率分別為 1：1、1：1.25、1：1.25 和1：5。修改坡率以后，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，在天然工況下，土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為1.495，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果為穩(wěn)定，在地震工況下，土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為1.423，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果為穩(wěn)定。對(duì)于巖質(zhì)邊坡，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，在天然工況下，巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為1.336，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果為穩(wěn)定，在地震工況下，巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為1.110，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果為穩(wěn)定。可見，采用坡率法進(jìn)行治理能使邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到規(guī)范要求，技術(shù)可行。

方案二，采用抗滑樁。雖然坡率法的施工較為簡(jiǎn)便，且直接有效，無需采用其它支擋結(jié)構(gòu)，但會(huì)使土方量大幅增加，額外占用大量土地。對(duì)此，有必要制定其它治理方案。抗滑樁不僅施工安全性很高，而且能減少土石方開挖數(shù)量，也不會(huì)對(duì)滑體變形與穩(wěn)定性造成太大影響，施工中還能對(duì)地勘資料進(jìn)行驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的隱患。以該工程邊坡地質(zhì)條件為依據(jù)，抗滑樁可作為一種比選方案。該邊坡所用抗滑樁的總樁長(zhǎng)為16m，嵌入深度為8m，截面形狀為方形樁，樁身高度為2m，寬度為1.5m，樁之間的距離為3m。經(jīng)計(jì)算，采用以上抗滑樁方案能滿足規(guī)范提出的各項(xiàng)要求，技術(shù)可行。

方案三，錨桿框格支護(hù)。通過論證分析，并充分考慮現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果與鉆孔揭露結(jié)果，思場(chǎng)地中現(xiàn)狀邊坡保持整體穩(wěn)定，邊坡基巖直接外露，部分地段發(fā)育有很多裂隙且達(dá)到貫通，導(dǎo)致巖體被切割，部分位置已經(jīng)產(chǎn)生了滑塌的現(xiàn)象，處在不穩(wěn)定的狀態(tài)。對(duì)此，可以在將滑坡體完全清除后采用錨桿和格構(gòu)相結(jié)合的方式進(jìn)行治理，與保證邊坡穩(wěn)定性，同時(shí)采取有效的防護(hù)設(shè)施與排水設(shè)施。該方案布置情況為：水平與豎向間隔距離均為3m，錨桿的長(zhǎng)度在5-18m 范圍內(nèi)，格構(gòu)的截面尺寸為0.3m×0.3m。經(jīng)計(jì)算，采用以上錨桿框格支護(hù)方案能滿足規(guī)范提出的各項(xiàng)要求，技術(shù)可行。

經(jīng)計(jì)算，采用以上三種方法都能保證邊坡的穩(wěn)定性，但市政道路需要考慮用地規(guī)劃、投資控制、景觀效果與生態(tài)環(huán)保，所有還需要進(jìn)一步的對(duì)比選擇最佳方案。對(duì)于坡率法，新增占地5623m2，新增土方60257m3，采用植物防護(hù)措施后可提高景觀效果，由于新增大量開挖施工，對(duì)自然植被會(huì)造成嚴(yán)重破壞，而且還會(huì)產(chǎn)生很多棄方，投資估算結(jié)果為422 萬元；對(duì)于抗滑樁方案，無新增占地，新增土方3120m3，由于有大體量混凝土結(jié)構(gòu)，所有景觀性往往較差，但對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小，投資估算結(jié)果為3120 萬元；對(duì)于錨桿框格方案，無新增占地，新增土方1667m3，采用植物防護(hù)措施后可提高景觀效果，但有部分框格外露，對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小，投資估算結(jié)果為825 萬元。

由于是在市政道路工程中使用，所以在選擇具體方案的過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮與規(guī)劃相契合、盡可能減少征地、保證景觀效果和減少對(duì)環(huán)境造成的破壞及污染，據(jù)此最終選擇錨桿框格方案，而坡頂處的土質(zhì)部分進(jìn)行局部放坡，以進(jìn)一步提高邊坡的穩(wěn)定性。

2.施工工藝。

（1）施工前應(yīng)先做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作：施工時(shí)使用的混凝土先在拌和場(chǎng)中進(jìn)行拌和，然后采用攪拌車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，由卷揚(yáng)機(jī)將其運(yùn)送到澆筑點(diǎn)。錨桿為HRB335 鋼筋，計(jì)算直徑為28mm，抗拉抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度為340MPa。

（2）施工應(yīng)嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行：勞動(dòng)材料與機(jī)具準(zhǔn)備→坡面平整與錨桿制作→鋼筋綁扎→定位放線→運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→搭設(shè)工作平臺(tái)→開挖豎向肋柱坑槽→清除土體、鉆機(jī)鉆孔→搭模、架設(shè)鋼筋→澆筑豎向肋柱混凝土→安裝錨桿→開挖橫向肋柱坑槽并澆筑混凝土→清除碎落臺(tái)土體并平整表面。

（3）錨桿施工：做好刷坡，采用人工進(jìn)行必要的修整；準(zhǔn)確放出錨桿孔的位置，并做好標(biāo)記；在坡面進(jìn)行支架與平臺(tái)搭設(shè)，平臺(tái)寬度應(yīng)能滿足施工要求，一般不能小于3m；按照從上到下的順序進(jìn)行鉆孔，鉆孔機(jī)具為潛孔鉆，孔徑按不小于110mm 控制，孔深需達(dá)到設(shè)計(jì)要求；鉆孔結(jié)束后，由監(jiān)理人員進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后進(jìn)行清孔，將孔內(nèi)雜質(zhì)與粉塵清除；在鉆孔的同時(shí)進(jìn)行錨桿加工制作，實(shí)際下料長(zhǎng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)要求大20cm，確保能和錨具之間良好相連；錨桿制作完成后，對(duì)其端部進(jìn)行螺紋加工，其長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到8cm 以上；鋼筋焊接應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求實(shí)施，保證兩段鋼筋處于同一條軸線，焊接方法以雙面焊為宜，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)能達(dá)到鋼筋直徑5 倍以上；灌漿用漿液需按照試驗(yàn)室要求的配合比拌制，砂漿強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到M30；砂漿隨拌隨用，每次拌和完成的砂漿都要在達(dá)到初凝之前使用完畢；灌漿時(shí)孔口壓力按照0.4-0.6MPa 控制，砂漿稠度需保持在18-22s 范圍內(nèi)，水灰比需保持在0.38-0.45 范圍內(nèi)；灌漿管應(yīng)插入到與孔底相距5-10cm 的位置，并伴隨砂漿不斷注入向外緩慢拔出；錨桿錨固在格構(gòu)混凝土施工結(jié)束后進(jìn)行，在錨固完成后使用砂漿做好封錨。

（4）框格施工：開工前按照?qǐng)D紙做好放樣，以保證框格保持順直；將框格范圍內(nèi)存在的松散物清理干凈，并保證坡面保持平整；根據(jù)規(guī)范要求在專門的加工場(chǎng)進(jìn)行鋼筋下料和加工，將半成品運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)圖紙要求實(shí)施安裝；模板安裝根據(jù)圖紙要求進(jìn)行，模板以竹夾板為宜；將鋼筋與模板均安裝完成后，由監(jiān)理人員進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后，開始混凝土澆筑施工；澆筑用混凝土需在攪拌站中統(tǒng)一攪拌，攪拌完成后采用罐車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，借助卷揚(yáng)機(jī)澆筑，并在澆筑的同時(shí)做好振搗；將混凝土澆筑完成后，需在混凝土達(dá)到初凝之前做好抹面處理，保持框格的表面達(dá)到平整與光滑；澆筑完成12h 后開始混凝土養(yǎng)護(hù)，實(shí)際的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)達(dá)到7d 以上，具體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間要根據(jù)實(shí)際的氣溫情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（5）施工完成后應(yīng)嚴(yán)格按照表4 的內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)量檢查。

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三、結(jié)語

綜上所述，市政道路邊坡一旦發(fā)生滑移、滑塌，將給道路施工和使用都造成極大的安全威脅。據(jù)此，該市政道路工程經(jīng)綜合對(duì)比最終選擇錨桿框格方案進(jìn)行邊坡加固治理，實(shí)踐結(jié)果表明，該方案技術(shù)可行、效果顯著、經(jīng)濟(jì)合理，值得類似市政道路工程參考借鑒。