陸 愉

(福建省迅捷交通科技有限公司，福建 福州 350001)

在山區(qū)公路建設(shè)過(guò)程中，福建省受山地丘陵地形限制，工程為達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，不得不開挖山體，形成高邊坡。由于開挖山體，破壞了山體原有的穩(wěn)定，同時(shí)因降雨等作用，土體物理力學(xué)指標(biāo)降低，容易造成山體邊坡失穩(wěn)。路塹高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)勘察資料，采取自穩(wěn)定為主，加固為輔，排水、防護(hù)并重的綜合處理措施，確保邊坡穩(wěn)定安全。本文結(jié)合寧德市霞浦縣某二級(jí)公路路塹高邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行論述分析，供同行借鑒與參考。

1 工程地質(zhì)情況

本段邊坡場(chǎng)區(qū)位于東南沿海剝蝕殘丘間山間溝谷地貌區(qū)。場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要地層，由上至下依次為：第四系坡積層(Qdl)坡積(含碎石)粘性土(5-122)，燕山早期(γδ52)侵入花崗閃長(zhǎng)巖及其風(fēng)化層。場(chǎng)區(qū)內(nèi)未見滑坡、崩塌等大型不良地質(zhì)作用；未見明顯的區(qū)域性斷裂構(gòu)造及其次生構(gòu)造跡象；未見活動(dòng)性構(gòu)造跡象。區(qū)域地質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。

2 深挖路塹邊坡穩(wěn)定性分析

路塹邊坡穩(wěn)定性分析法主要包括極限平衡法、數(shù)值分析法等，目前極限平衡法在我國(guó)邊坡穩(wěn)定性分析中發(fā)展相對(duì)成熟，是一種普遍使用的定量分析方法。具體方法是邊坡的巖土體破壞是沿著假定滑動(dòng)面滑動(dòng)造成，將有滑動(dòng)趨勢(shì)范圍內(nèi)的巖土體按某種規(guī)則劃分成若干小條塊，通過(guò)建立邊坡的平衡方程對(duì)可能的力學(xué)變形破壞方式進(jìn)行系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)。目前已有的極限平衡法包括瑞典條分法、Bishop法、Spencer法等，其優(yōu)點(diǎn)包括模型簡(jiǎn)單、計(jì)算便捷、對(duì)各種復(fù)雜狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)給出的結(jié)論比較準(zhǔn)確及方便工期緊張的邊坡設(shè)計(jì)?；趧嗆奫1]路塹邊坡的安全系數(shù)瑞典條分法比Bishop法及Spencer法保守。

現(xiàn)采用瑞典條分法根據(jù)以下公式對(duì)邊坡進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算，具體巖土層參數(shù)見表1。

式中：K--整個(gè)滑體計(jì)算的安全系數(shù)；l--單個(gè)土條的滑動(dòng)面長(zhǎng)度(m)，l=bsecθ；b--土條的寬度(m)；W,θ--條塊重力(kN)與第i個(gè)土條中點(diǎn)處切線與水平線的夾角((°))；C,φ--土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘聚力(kPa)和內(nèi)摩擦角((°))，取總應(yīng)力指標(biāo)。

利用理正綜合邊坡軟件計(jì)算，本邊坡在一般工況下整個(gè)滑體計(jì)算的安全系數(shù)為1.093，邊坡滑動(dòng)面出現(xiàn)在第二階邊坡。根據(jù)規(guī)范[2]，邊坡不滿足規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)，是欠穩(wěn)定的。

表1 土層參數(shù)表

對(duì)于邊坡在正常工況下穩(wěn)定安全系數(shù)介于1.0～1.15之間的欠穩(wěn)定的邊坡，如果不增設(shè)支擋加固工程，雖可暫時(shí)保持穩(wěn)定，但在強(qiáng)降雨等各種不利因素的影響下，邊坡有失穩(wěn)的可能，要使邊坡的穩(wěn)定系數(shù)提高到1.15以上，并能滿足非正常工況下規(guī)范規(guī)定的穩(wěn)定系數(shù)要求，必須采取必要的工程措施，確保邊坡的穩(wěn)定。

3 深挖路塹邊坡防護(hù)措施

公路路基挖方邊坡防護(hù)應(yīng)符合保證路基邊坡安全穩(wěn)定，就地取材，降低工程造價(jià)的原則，盡量做到技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，施工方便。

針對(duì)該邊坡高陡、地下水賦存在巖層裂隙中，且為順層節(jié)理，邊坡穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，采用邊坡加固處理措施如下。

在邊坡第二、三階設(shè)置錨桿(錨索)框架進(jìn)行邊坡加固，其余各階邊坡坡率放緩結(jié)合草灌生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)。

表2 錨固體信息

以上措施(表2)在技術(shù)上都可以提高邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)結(jié)合自身地質(zhì)勘察資料，采用自穩(wěn)定為主，加固為輔，排水、防護(hù)并重的綜合處理措施，確保路塹邊坡的安全可靠的原則對(duì)比可以看出如下情況①錨桿(錨索)框架方案工程造價(jià)適中，且框架間用草灌防護(hù)后，綠化景觀效果明顯；②結(jié)合項(xiàng)目詳勘提供的工程地質(zhì)資料，通過(guò)對(duì)典型斷面計(jì)算得知，本項(xiàng)目邊坡滑動(dòng)面出現(xiàn)在第二階邊坡。故采用錨桿(錨索)框架方案與草灌相結(jié)合的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)作為設(shè)計(jì)實(shí)施方案。本段路塹邊坡總體邊坡防護(hù)執(zhí)行“二級(jí)邊坡工程”動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

經(jīng)過(guò)加固支護(hù)措施處理的邊坡利用理正綜合邊坡軟件對(duì)典型斷面采用瑞典條分法重新進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下。

由計(jì)算結(jié)果圖1得知，在經(jīng)過(guò)對(duì)第二、三階采用錨桿(錨索)框架加固措施處理后邊坡在一般工況下整個(gè)滑體計(jì)算的安全系數(shù)為1.275>1.093(未進(jìn)行加固處理的邊坡安全系數(shù))，路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范[3]要求，故本次的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案是可行的。

圖1 加固后計(jì)算結(jié)果圖

對(duì)于本段深挖路塹邊坡，在對(duì)邊坡進(jìn)行固“腳”強(qiáng)“腰”防護(hù)設(shè)計(jì)的同時(shí)，為提升路塹整體穩(wěn)定性應(yīng)加強(qiáng)邊坡排水措施。

為評(píng)價(jià)邊坡防護(hù)方案的有效性，應(yīng)在邊坡防護(hù)方案付諸實(shí)施后，對(duì)坡體等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析和評(píng)價(jià)防護(hù)方案的有效性。本段路塹邊坡在坡頂及坡體中部平臺(tái)設(shè)置2處地表位移監(jiān)測(cè)，并設(shè)有2孔總孔深60m的深孔位移監(jiān)測(cè)用于施工期監(jiān)測(cè)。運(yùn)營(yíng)期的監(jiān)測(cè)設(shè)有地表位移監(jiān)測(cè)及錨桿(索)預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于山區(qū)公路深挖路塹邊坡防護(hù)，文章通過(guò)對(duì)深挖路塹邊坡防護(hù)實(shí)體工程及穩(wěn)定性分析進(jìn)一步驗(yàn)證，滑動(dòng)面剪出口附近增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)框架加固結(jié)合草灌生態(tài)護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)的有效性明顯，工程通車5年未見病害，可供同行交流學(xué)習(xí)，以求共同提高。