類土質(zhì)高邊坡變形控制技術(shù)研究★

羅雄文　張　龍

(1.湖南科技學(xué)院，湖南 永州　425000；　2.中鐵巖峰成都科技有限公司，四川 成都　611731)

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類土質(zhì)高邊坡變形控制技術(shù)研究★

羅雄文1張龍2

(1.湖南科技學(xué)院，湖南 永州425000；2.中鐵巖峰成都科技有限公司，四川 成都611731)

摘要：結(jié)合工程實(shí)例，探討了類土質(zhì)邊坡的變形控制技術(shù)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)分析了排水、錨固、植草等措施的邊坡支護(hù)效果，指出常規(guī)支護(hù)措施雖能起到控制整體變形的目的，但強(qiáng)降雨會(huì)對(duì)坡面造成大量的沖刷從而影響錨固的長(zhǎng)期效果，最后提出了淺層注漿控制邊坡變形的方法。

關(guān)鍵詞：類土質(zhì)高邊坡，變形控制，支護(hù)，監(jiān)測(cè)

0引言

類土質(zhì)邊坡廣泛分布于我國(guó)廣東沿海及湖南、廣西、江西等省市，是近期巖土工程領(lǐng)域重點(diǎn)研究方向之一，學(xué)術(shù)意義的類土質(zhì)邊坡是指由于花崗巖等巖石進(jìn)行長(zhǎng)期風(fēng)化形成的殘積土邊坡，但由于其繼承了原巖的結(jié)構(gòu)面故其性質(zhì)有別于純土質(zhì)邊坡的特性，單純的運(yùn)用巖質(zhì)邊坡或土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性理論及變形控制方法皆難以適用，往往因造價(jià)高或者支護(hù)強(qiáng)度不夠而釀成工程事故。因此，對(duì)類土質(zhì)邊坡特有的工程性質(zhì)進(jìn)行研究是非常必要的，既有其理論意義又具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。通常對(duì)其變形控制的研究常常采用邊坡監(jiān)測(cè)方法，諸如地表位移監(jiān)測(cè)，深層水平位移監(jiān)測(cè)，錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)等，通過(guò)對(duì)其變形破壞的分析，進(jìn)行信息化設(shè)計(jì)施工加固控制變形。

本文在研究過(guò)程中以廣東省某高速公路類土質(zhì)高邊坡為對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)類土質(zhì)邊坡的特有性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行支護(hù)，并對(duì)支護(hù)后的邊坡變形進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以期為類似工程提供借鑒與經(jīng)驗(yàn)。

1工程概況與監(jiān)測(cè)布置

研究工點(diǎn)為廣東省某高速公路路塹高邊坡左側(cè)，邊坡全長(zhǎng)為170 m，坡高為59 m。公路走向?yàn)?30°，邊坡傾向?yàn)?20°。

地形地貌：丘陵，地形起伏大，坡度較陡，其坡角約36°，山體被植被覆蓋。邊坡側(cè)邊發(fā)育河流。

氣候：路段氣候溫和適宜，降雨量較大，降雨過(guò)程中的徑流對(duì)坡體沖刷大，地下水來(lái)源主要為降雨，地下水類型為基巖裂隙水和孔隙水。

根據(jù)鉆探、坑探資料，研究區(qū)域底層從上至下依次為：

①可塑狀粉質(zhì)粘土，厚為0 m～3.5 m；

②可塑～硬塑狀砂質(zhì)粉質(zhì)粘土6.50 m～19.5 m；

③全風(fēng)化花崗巖，最大厚度30.5 m；

④強(qiáng)風(fēng)化黑云母花崗巖，厚度13.5 m。

在開挖過(guò)程中對(duì)邊坡變形進(jìn)行了地質(zhì)觀察、地表位移監(jiān)測(cè)、深層水平位移監(jiān)測(cè)，及時(shí)反映變形信息，探明內(nèi)部存在的結(jié)構(gòu)面。

結(jié)合地質(zhì)勘察調(diào)繪資料，選取中間里程+560剖面作為監(jiān)測(cè)剖面，在監(jiān)測(cè)剖面布置2個(gè)測(cè)斜孔，26 m的IN1監(jiān)測(cè)孔，23 m的IN2監(jiān)測(cè)孔，布置12個(gè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。具體布置如圖1所示[2,3]。

2邊坡變形控制措施探討

由監(jiān)測(cè)結(jié)果分析可推斷邊坡內(nèi)部存在著原巖結(jié)構(gòu)面，并且滑移加劇，變形速率不收斂，邊坡表面發(fā)現(xiàn)裂縫，滑面部分已形成貫通，發(fā)生平面滑動(dòng)破壞等形式，此外坡面削坡后土體直接裸露(滑動(dòng)范圍如圖1所示)，邊坡坡面淺層土體較為松散，經(jīng)雨水沖刷邊坡表層還存在著沖刷溝、崩塌和沿坡體中的結(jié)構(gòu)面發(fā)生平面滑動(dòng)破壞等形式。針對(duì)變形破壞情況進(jìn)行以下方面的支護(hù)。

2.1排水

研究工點(diǎn)降水豐富，地表徑流不僅直接沖刷邊坡表層，同時(shí)可以軟化土體，降低強(qiáng)度，因此，邊坡的排水處理對(duì)于類土質(zhì)邊坡的變形控制同樣至關(guān)重要，可以很大程度上減緩破壞的發(fā)生。

具體施工如下：

1)每級(jí)邊坡平臺(tái)上按大樣圖要求均設(shè)置平臺(tái)封閉及截水溝，采用M7.5漿砌片石砌筑，厚0.3 m。

2)路塹頂部開口線3 m外通長(zhǎng)設(shè)置塹頂截水溝，用于塹頂擋水及排除平臺(tái)截水溝匯水。采用M7.5漿砌片石砌筑，厚為0.3 m。

3)各級(jí)邊坡平臺(tái)小里程端設(shè)引流槽連通平臺(tái)截水溝與塹頂截水溝，排除坡面匯水，引流槽形式與塹頂截水溝一致。

4)一級(jí)邊坡坡腳設(shè)置邊溝。

5)+450處坡面設(shè)置急流槽，將塹頂截水溝引入路基邊溝。急流槽采用M7.5漿砌片石砌筑，厚0.3 m。

6)一級(jí)邊坡K60+453～K60+608段設(shè)置一排斜孔排水，孔徑100 mm，間距6 m，孔深20 m。排水孔填充軟式透水管(φ90 mm)，內(nèi)端頭用透水土工布包裹。

2.2植草

排水設(shè)施的鋪設(shè)會(huì)減緩坡面徑流的產(chǎn)生，但強(qiáng)降雨對(duì)坡面的直接沖水對(duì)類土質(zhì)邊坡的破壞作用仍然明顯，在邊坡進(jìn)行三維植草會(huì)很大程度的降低雨滴下落對(duì)土質(zhì)的沖擊起到消能和分流作用，此外根部也可以對(duì)土層起到加筋作用，從而提高表層土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度。在此邊坡施工好主體支護(hù)結(jié)構(gòu)之后進(jìn)行格梁內(nèi)噴混植生防護(hù)，其余坡面采用拱架三維網(wǎng)植草防護(hù)。

2.3錨固

邊坡錨固技術(shù)由錨桿(錨索)、格梁、土體形成一個(gè)整體，錨桿對(duì)土體起到加筋作用，三者共同作用從而提高土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。在施工過(guò)程中必須依據(jù)監(jiān)測(cè)資料，錨桿錨索必須穿越監(jiān)測(cè)到的原巖結(jié)構(gòu)滑移面和設(shè)計(jì)潛在滑面，有針對(duì)性的控制類土質(zhì)邊坡的結(jié)構(gòu)面滑移變形。

具體支護(hù)方案如下：

1)一級(jí)：坡腳通長(zhǎng)設(shè)護(hù)腳防護(hù)；K60+494～K60+608段采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)8 m，間距3 m×3 m。

2)二級(jí)：K60+503～K60+587段采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)8 m，間距3 m×3 m。

3)三級(jí)：K60+527～K60+581段采用3排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固，錨索長(zhǎng)26 m，錨固段長(zhǎng)10 m，間距3 m×4.24 m。

4)四級(jí)：K60+542～K60+566段采用3排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固，錨索長(zhǎng)為28 m，錨固段長(zhǎng)為10 m，間距為3 m×4.24 m。

3支護(hù)效果分析

對(duì)類土質(zhì)邊坡進(jìn)行支護(hù)施工后對(duì)布置的地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和測(cè)斜管進(jìn)行了長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：支護(hù)前在DB1-1，DB2-1，DB3-1，DB1-2，DB3-2圍成的區(qū)域出現(xiàn)滑動(dòng)，且滑移強(qiáng)烈。在采取排水、錨固、植草支護(hù)后，累計(jì)位移值較支護(hù)前的變形累計(jì)值增加微小(地表變形測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1)，另外，根據(jù)深層水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示(見圖2)，支護(hù)后原先的滑移面累計(jì)變形值亦未增長(zhǎng)，邊坡幾乎未再發(fā)生滑移，說(shuō)明經(jīng)過(guò)排水、植草、錨固變形得到了有效的控制。

雖然數(shù)據(jù)顯示邊坡整體變形微小，但經(jīng)過(guò)對(duì)坡面的觀察，強(qiáng)降雨的沖刷和坡面土質(zhì)的松散僅僅依靠植草難以抵御，在表面形

成大量的沖蝕破壞。坡面的破壞會(huì)直接影響坡面的承載力。同時(shí)邊坡表層的變形直接使得錨索松弛，預(yù)應(yīng)力喪失，對(duì)于三級(jí)、四級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索框梁錨固系統(tǒng)威脅巨大。此種在雨量充沛地區(qū)的支護(hù)應(yīng)對(duì)類土質(zhì)邊坡采用淺層注漿技術(shù)，對(duì)邊坡坡面以下一定范圍內(nèi)的較為松散的巖土體進(jìn)行注漿加固，不僅可以增加淺層土體強(qiáng)度，同時(shí)可以降低風(fēng)化的速率。使得淺層的固結(jié)的土體和表層植物防護(hù)協(xié)同抵御雨水沖刷，提高變形控制效果。

4結(jié)語(yǔ)

在對(duì)類土質(zhì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)變形、施工、坡面觀察后得出以下結(jié)論：

1)在對(duì)類土質(zhì)邊坡施工過(guò)程中，邊坡的變形監(jiān)測(cè)對(duì)于安全施工至關(guān)重要，表層變形監(jiān)測(cè)和深層變形監(jiān)測(cè)可以找準(zhǔn)原巖結(jié)構(gòu)滑移面，在對(duì)其錨固施工過(guò)程中更加具有針對(duì)性。

2)類土質(zhì)邊坡表層土體松散，內(nèi)含原巖結(jié)構(gòu)面，變形控制措施一般為排水、植草、錨固三位一體，短期內(nèi)對(duì)于其變形的控制非常有效。

3)在雨量充沛地區(qū)，雨水對(duì)邊坡的沖刷大，應(yīng)該在三種控制措施基礎(chǔ)之上對(duì)淺層土體進(jìn)行注漿加固，增加表層土體整體性、穩(wěn)定性和抗風(fēng)化能力。注漿完畢后再進(jìn)行植被的種植，協(xié)同抵御沖刷。

參考文獻(xiàn)：

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[4]譚捍華.類土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及其控制技術(shù)研究.重慶：重慶大學(xué),2011.

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The study on the controlling techniques of deformation in similar soil high slopes★

Luo Xiongwen1Zhang Long2

(1.HunanUniversityofScienceandEngineering,Yongzhou425000,China;2.ChinaRailwayYanfengChengduScienceandTechnologyCo.,Ltd,Chengdu611731,China)

Key words:similar soil slope high slope, deformation control, support, monitoring

Abstract:Combining with the engineering example, this paper discussed the deformation control technology of similar soil slope slope, and through the monitoring, analyzed the slope support effect of drainage, anchorage, planting grass and other measures, pointed out that the conventional support measures could gain the purpose to control the whole deformation, but the heavy rains could cause a lot of the slope surface erosion which affected the anchoring effect for a long time, finally proposed the method of shallow layer grouting to control the slope deformation.

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0047-02

收稿日期：2016-03-08★:湖南科技學(xué)院校級(jí)課題“類土質(zhì)邊坡變形破壞機(jī)理及其控制技術(shù)研究”(課題編號(hào)：110391019)

作者簡(jiǎn)介：羅雄文(1988- )，男，助教

中圖分類號(hào)：TU413.62

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A