某公路邊坡的穩(wěn)定性分析及防治

周浩宇

(江西交通咨詢公司)

某公路邊坡的穩(wěn)定性分析及防治

周浩宇

(江西交通咨詢公司)

針對某公路典型路段，根據(jù)實際野外地質(zhì)勘察資料，編制勘察設計任務書，采用瑞典條分法對邊坡進行穩(wěn)定性分析，并提出了相應的防治措施。為今后類似邊坡工程提供參考及指導。

邊坡;穩(wěn)定性分析;治理設計;錨桿支護

1 工程地質(zhì)條件

1.1 工程概況

K69+170深挖方位于新豐縣龍埂背附近，該處路線走向約220°，位于線路右側，根據(jù)設計提供的1∶2000地形圖及路線縱斷面圖，挖方路段起訖里程樁號K68+940～K69+ 250，總長約310 m，中線最大挖方深度約48.40 m，位于K69 +170處。

1.2 地層巖性

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及室內(nèi)試驗結果，上覆土層為第四系種植土(Q4ml)、殘積粉質(zhì)粘土(Q4el)，下伏基巖為泥盆系(D)砂巖，按其風化程度不同，分為全、強風化、中風化三層。各層工程地質(zhì)特征由上到下分述如下。

(1)種植土:黃褐色，濕，可塑，層厚1.00 m。(2)粉質(zhì)粘土:殘積，褐黃色，稍濕，硬塑。層厚4.00 m。(3)全風化砂巖:紅棕色、灰褐、黃褐色，原巖已風化為密實土狀，層厚7.80～25.60 m。

(4)強風化砂巖:黃褐色，青灰色，原巖已強烈風化為半巖半土狀和碎塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育;巖石破碎。層厚7.40～30.64 m。

(5)中風化砂巖:青灰色，褐黃色，細粒結構，層狀構造，裂隙發(fā)育，巖石較破碎，巖質(zhì)較硬，層厚4.80 m。

1.3 地震效應

根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306－2001)及《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011－2010)，該路基測段地震加速度值為0.05 g，地震動反應譜特征周期值為0.35 s，對應的地震基本烈度為Ⅵ度。

1.4 水文地質(zhì)條件

挖方區(qū)地表水不發(fā)育，線路附近只有極少地表水分布，主要位于山間沖溝低洼處，受大氣降水影響控制，地表水對深挖方的設計及施工基本上沒有影響。

挖方區(qū)地下水主要為承壓水的孔隙水，局部有上層滯水?？紫端灰x存于強～中風化砂巖中，富水性強，透水性弱，局部透水性較好;局部裂隙發(fā)育的中風化砂巖中賦存著基巖裂隙水，具承壓性，富水性較差。通過勘察，測得鉆孔地下水深度為5.20～17.80 m，水文地質(zhì)條件比較簡單。

2 邊坡穩(wěn)定性計算分析與防治

2.1 加固前整體穩(wěn)定性計算

(1)計算模型的確定

鑒于邊坡滑坡在潛在主滑方向和縱橫方向上的地質(zhì)環(huán)境條件、成因機制和物質(zhì)組份較為復雜，為評價其在主滑方向及潛在主滑方向上的穩(wěn)定性，邊坡穩(wěn)定性計算模型見圖1。

圖1 穩(wěn)定性計算模型圖

(2)計算參數(shù)的選取

根據(jù)實際的勘察報告，并結合當?shù)氐慕?jīng)驗數(shù)據(jù)，同時參考地質(zhì)測繪對邊坡穩(wěn)定性的影響分析，其計算參數(shù)按土體完全飽和參數(shù)來取值。其具體的計算參數(shù)值見表1。

表1 邊坡穩(wěn)定性參數(shù)表

(3)計算結果

整體穩(wěn)定性計算結果見表2。

表2 整體穩(wěn)定性成果表

(4)計算結果分析

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計算模型圖，采用理正巖土軟件進行計算。由計算結果可知，總的下滑力為8 073.818 kN/m，總的抗滑力為10 198.053 kN/m，安全穩(wěn)定性系數(shù)在1.263。雖然自然狀態(tài)下的邊坡目前整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但由于巖層與邊坡坡向逆向相交，隨著邊坡開挖，對巖土體的應力平衡破壞，同時在地表水及地下水的長期作用下，進一步侵蝕坡面、滲入并浸泡坡體，降低巖土的抗剪強度，增大下滑力，最終將會導致滑坡和巖石墜落，對坡底建(構)筑物的安全具有嚴重危害。如邊坡失穩(wěn)，主要的破壞模式為沿土巖接觸面或巖石中的軟弱結構面的折線形破壞、楔形破壞等破壞模式，鑒于此，應對人工邊坡穩(wěn)定性問題研究分析，采取適宜的加固措施。

2.2 綜合治理方案

根據(jù)滑坡的實際情況，確定如下的防治方案:“削坡+錨桿支護+截、排水工程”的滑坡體綜合治理方案。主要治理方案如下。

(1)邊坡坡率

本段挖方邊坡每10 m分一級，最下一級邊坡坡率1∶0.75～1∶1.25，第二、三級邊坡坡率采用1∶1.00～1∶1.25，第四、五級邊坡的坡率1∶1.25，各級邊坡平臺寬2 m。

(2)邊坡防護工程

一級邊坡采用錨桿框架梁防護，錨桿長度13 m，傾角20°，其余部分采用拱形骨架植草灌防護;二級邊坡采用錨索框架梁植草灌防護，錨索長度均為28 m，傾角20°，錨固段長10 m，其余部分采用拱形骨架植草灌防護;三、四、五級邊坡采用拱形骨架植草灌防護。各級平臺設置下挖式平臺截水溝，各級邊坡的坡頂及坡腳均進行M7.5#漿砌片石加固。錨索框架縱、橫梁截面尺寸均為0.5 m×0.5 m，采用C25混凝土澆筑，錨索為四束，采用φ15.24 mm高強度、低松弛普通鋼絞線制作。錨桿框架梁的縱、橫梁截面尺寸采用0.3 m× 0.3 m，錨桿采用直徑28 mm精制螺紋鋼。其余各級框格及骨架未覆蓋之處采用植草灌防護。

(3)排水工程

為了疏干滑坡體內(nèi)的地下水，最上一級邊坡坡頂外5 m設置60×60 cm的M7.5漿砌片石矩形截水溝。所有流向路基范圍內(nèi)的水全部通過截水溝及路基邊溝排出。右側設置檢修踏步(兼泄水槽)，以利于后期養(yǎng)護使用，檢修踏步全部采用7.5#漿砌片石砌筑。此外，邊坡每隔一定間距需設仰斜式排水孔，排水孔孔位、孔數(shù)、孔深、排水管的具體長度(L)和各階的具體排數(shù)應根據(jù)施工揭示實際地質(zhì)水文情況及坡體滲水量大小調(diào)整確定，所打排水孔應保證50%以上的出水率。

2.3 加固后整體穩(wěn)定性計算

(1)計算模型的確定

根據(jù)綜合治理方案在一、二級邊坡采用錨桿框架梁防護，其余部分采用拱形骨架植草灌防護。

(2)計算參數(shù)的選取

如表1邊坡穩(wěn)定性參數(shù)表所示。

(3)計算結果

整體穩(wěn)定性計算結果見表3。

表3 整體穩(wěn)定性成果表

(4)計算結果分析

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計算模型圖，采用理正巖土軟件進行計算。由計算結果可知，總的下滑力為8 411.662 kN/m，總的抗滑力為10 969.926 kN/m，安全穩(wěn)定性系數(shù)在1.304。大于1.2，滿足《公路路基設計規(guī)范》表3.7.4中相關要求，故說明邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結論

(1)對邊坡滑坡的治理措施進行了討論與分析，并通過對邊坡加固前和加固后的整體穩(wěn)定性分別進行計算分析，確定了以削坡+錨桿支護+截、排水等為主的綜合治理方案的可行性。

(2)為了疏干邊坡滑體內(nèi)的地下水，宜在邊坡滑坡體的后緣設置截水溝，前緣設置排水孔。

(3)該邊坡所采用的防治措施對類似公路工程具有一定的借鑒意義。

［1］ 高志輝.有限元邊坡穩(wěn)定參數(shù)敏感性分析［D］.北京工業(yè)大學碩士學位論文，2007.

［2］ 李渤，王昊男.汪清至延吉路段滑坡穩(wěn)定性分析［J］.黑龍江交通科技，2007，(2):47－49.

［3］ 彭中秋，謝安生.新時期公路路塹邊坡滑坡穩(wěn)定分析及治理探究［J］.黑龍江交通科技，2014，(9):76－78.

［4］ 建筑抗震設計規(guī)范(GB50011－2010)［S］.

U416.1

C

1008－3383(2015)10－0044－02

2015－03－31

周浩宇(1990－)，男，助理工程師，研究方向:公路橋梁。