摘 要：以LX高速公路地段為工程背景，在開挖坡比為1：1.25、1：1、1：0.75情況下，對相應(yīng)的邊坡開挖支護(hù)方案進(jìn)行了分析，最后對三種情況的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。

關(guān)鍵詞：開挖坡比；支護(hù)方案；對比

1 項目概況

LX高速公路某路段，地勢高差一般在70左右，屬于起伏較大，基巖構(gòu)成也較為復(fù)雜，甚至有零星巖體出露地表，除了泥盆系砂巖、泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r外，還有下第三系的泥質(zhì)砂巖、砂礫巖等。道路左側(cè)有一典型邊坡分級高度10m，該邊坡坡高57m。第1級坡率n=0.5，防護(hù)為實體護(hù)面墻；第2、3級坡率n=0.75，錨噴防護(hù)；后3級坡率均為n=1，防護(hù)形式為人字型襯砌拱，并設(shè)置防護(hù)網(wǎng)以防落石。邊坡分為三層：首層為粘土，中間層為礫質(zhì)粘性土，底層為砂質(zhì)粘性土。

2 不同開挖坡比條件下邊坡開挖支護(hù)方案

2.1 開挖坡比為1：1.25情況下結(jié)果分析

文章采取以15m、12m、10m、8m工況四個等級的開挖深度進(jìn)行對比分析。由以上四種不同開挖深度、不同開挖級別可得知如下結(jié)果，固定坡比為1：0.75開挖，開挖深度為10m時，安全系數(shù)達(dá)到最大值1.32。此時對應(yīng)的最大水平位移與豎向位移均最小，隨著深度增加，剪切應(yīng)變數(shù)值增大的同時，分布范圍亦在增大，最終形成圓弧貫通區(qū)，邊坡表面的最大主應(yīng)力（拉應(yīng)力）也不斷增大，且主要集中在邊坡上部。

開挖深度不同的情況下，水平位移、豎向位移及剪切應(yīng)變隨邊坡深度均會發(fā)生變化，開挖坡度1：1.25情況下具體的分布曲線如圖1-圖2所示。從上圖分析中可知以下結(jié)論，開挖深度的每級遞增，水平位移及豎向位移也都同時增加，從四條曲線對應(yīng)的峰值不同可知當(dāng)各級開挖深度不同時，其邊坡面上對應(yīng)產(chǎn)生的水平位移及豎向位移最大值位置是不同的。同時可知剪切應(yīng)變增量曲線為正值時位于邊坡底部，隨邊坡深度增加，其剪切應(yīng)變增量不斷減小直至為負(fù)。

2.2 開挖坡比為1：1情況下結(jié)果分析

開挖坡度1：1，且不同開挖深度影響下，水平位移、豎向位移及剪切應(yīng)變對應(yīng)的變化隨邊坡深度的分析如圖3和圖4。

2.3 開挖坡比為1：0.75情況下結(jié)果分析

當(dāng)以1：0.75為開挖坡度情況下，對應(yīng)的水平位移、豎向位移及剪切應(yīng)變隨邊坡深度的分布曲線在不同開挖深度的影響下，隨著深度增加，同時水平位移及豎向位移都有增加。四條曲線對應(yīng)的峰值位置不同，即當(dāng)各級開挖深度不同時，其邊坡面上對應(yīng)產(chǎn)生的水平位移及豎向位移最大值位置是不同的。剪切應(yīng)變增量曲線為正值時位于邊坡底部，隨邊坡深度增加，其剪切應(yīng)變增量不斷減小直至為負(fù)。

3 對比結(jié)果分析

邊坡在不同開挖坡比、不同開挖深度下的安全系數(shù)，如表1所示。

表1 不同開挖坡比、開挖深度下邊坡的安全系數(shù)表

綜上分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）由變化曲線表可以得出如下結(jié)論，坡度越陡，安全系數(shù)越小，反之則反。同時不同坡比開挖也極大影響邊坡的安全系數(shù)大，說明邊坡的穩(wěn)定性對開挖坡具有較高的敏感性。實際施工中開挖坡比過緩，施工難度與施工成本的增加為施工企業(yè)增加了負(fù)擔(dān)，因此必須滿足穩(wěn)定性，才能合理確定開挖坡比。

（2）在固定坡比情況下，邊坡的安全系數(shù)與每級開挖深度未能發(fā)現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，只能發(fā)現(xiàn)當(dāng)邊坡最穩(wěn)定時的最佳開挖深度。究其原因為邊坡開挖深度過小，會持續(xù)擾動原始邊坡，造成邊坡失穩(wěn)；如果過大，易形成剪切破壞貫通區(qū)，同樣不利于邊坡的穩(wěn)定。因此，邊坡在開挖前，要研究適合本邊坡的最佳開挖深度。

（3）以固定坡比為前提，每級開挖深度的不同勢必造成邊坡的安全系數(shù)的變化，但其幅度較小，由此可以看出邊坡的穩(wěn)定性對開挖坡比敏感度要高于開挖深度。所以，設(shè)計時首要考量的因素是邊坡形狀及要求確定開挖坡比，然后再考慮每級開挖深度。

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