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        龍巖城區(qū)至高新園區(qū)城際快速通道三期K19+020.767~K19+450.432段高邊坡防護設計分析

        2021-04-09 03:49:42林鋒旺
        運輸經(jīng)理世界 2021年9期

        林鋒旺

        (龍巖交通建設集團有限公司,福建龍巖364000)

        0 引言

        隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,國家對公路的建設越來越重視,各地的公路交通路網(wǎng)也不斷完善。但由于我國的地形非常復雜,每個地方的地形差異較大,從而決定了防護方式各式各樣。邊坡防護一直以來都是公路中讓人較為頭痛的問題,特別是山區(qū)公路的高邊坡處理,因此,選用哪種防護方式,保證高邊坡防護方案設計的合理性、經(jīng)濟性特別重要。

        1 工程地質條件

        龍巖城區(qū)至高新園區(qū)城際快速通道三期K19+020.767~K19+450.432 段高邊坡主要為剝蝕丘陵地貌,局部為沖洪積溝谷地貌,未見有不良地質作用。

        2 現(xiàn)場情況及穩(wěn)定性分析

        K19+020.767~K19+450.432 左側邊坡最高約38m,為土質邊坡,見圖1,邊坡風化層較厚,自然邊坡坡面現(xiàn)沖刷溝槽,上覆坡積含角礫粉質黏土3~5m,粉砂巖殘積黏性土分布厚度大約13~20m,下覆砂土狀~碎塊狀閃長巖,其中部分段落分布有閃長巖殘積黏性土,為高液限土。由于邊坡巖土性質較差,邊坡開挖后穩(wěn)定性較差,根據(jù)穩(wěn)定性計算結果如圖2所示(經(jīng)計算,K19+020.767~K19+450.432 左側邊坡開挖后加固前整體穩(wěn)定性小于1.20,不滿足規(guī)范要求),為保證邊坡穩(wěn)定,需要進行必要的加固處理[1]。

        圖1 邊坡現(xiàn)場實景

        圖2 K19+226.290 斷面加固前(穩(wěn)定性計算)

        3 擬定設計方案

        K19+020.767~K19+450.432 左側邊坡最高五級,各級邊坡設計坡率及防護加固工程措施為:

        第一級1∶1.0~1∶1.25,采用擋墻支擋;

        第二級1∶1.0~1∶1.5,采用預應力錨索框架加固;

        第三級1∶1.25~1∶1.5,采用預應力錨索框架加固;

        第四級1∶1.5,采用拱形骨架植噴草(植喬)防護;

        第五級1∶1.5,采用拱形骨架植噴草(植喬)防護。

        4 高邊坡計算

        根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》(JTG D30—2015),邊坡穩(wěn)定系數(shù)指標(見表1)

        表1 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)指標

        4.1 擋墻計算

        經(jīng)計算各組合最不利結果:

        4.1.1 滑移的驗算過程

        假設安全系數(shù)為最低,此時設定抗滑力、滑移力參數(shù)分別為148.991、47.362,單位為kN??梢源_定為:Kc=3.146>1.300。

        同樣的安全系數(shù),分別擬定滑移的抗滑力系數(shù)、滑移力系數(shù)為148.708、76.778,單位為kN。確定地基的土層水平向滑移力計算參數(shù)結果為:Kc2=1.937>1.300[2]。

        4.1.2 傾覆的驗算過程

        仍舊擬定此次驗算中的安全系數(shù)為一般概況,此時的抗傾覆力矩參數(shù)(kN·m)、傾覆力矩(kN·m)分別為705.690、158.76。通過驗算計算結果可以得到KO=4.445>1.500 的結果。

        4.1.3 地基驗算

        此次對工程中地基驗算條件按最不利組合1(為一般情況),驗算結果基底合力偏心距,地基墻趾、墻踵處、地基平均承載力均滿足相關要求。

        4.1.4 對墻底截面、臺頂截面強度進行驗算

        此次對工程中墻底截面、臺頂截面強度驗算條件按最不利組合1(為一般情況),驗算結果均滿足強度的要求。

        4.2 框架梁計算

        4.2.1 該項目8m 高預應力錨索橫梁上部縱筋配筋面積為1256(mm2),下部縱筋配筋面積1256(mm2),均滿足計算結果配筋要求。

        4.2.2 該項目8m 高坡率1∶1.0、1∶1.25,預應力錨索豎梁上部縱筋配筋面積為1017.36(mm2),下部縱筋配筋面積為1884(mm2),均滿足計算結果配筋要求[3]。

        4.3 穩(wěn)定性計算結果(表2)

        表2 K19+020.767~K19+450.432 左側邊坡

        加固后正常工況下邊坡安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求大于等于1.20 的要求,非正常工況下安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求大于等于1.10 的要求(見圖3)。

        圖3 K19+226.290 斷面加固后

        因此,邊坡加固后穩(wěn)定性系數(shù)滿足規(guī)范要求,該技術方案可行。

        5 確定設計方案

        其一,根據(jù)地質報告,K19+180 樁號坡頂附近存在有較多中風化塊石,應先對該處塊石進行清除;第一級1∶1.0~1∶1.25,采用4m 高C20 片混凝土擋墻支擋;第二級1∶1.0~1∶1.5,采用8m 高4 孔4 束預應力錨索框架加固;第三級1∶1.25~1∶1.5,采用8m 高4孔4 束預應力錨索框架加固(見圖4),第四級1∶1.5,采用拱形骨架植噴草(植喬)防護,第五級1∶1.5,采用拱形骨架植噴草(植喬)防護。

        圖4 K19+020.767~K19+450.432 左側邊坡(K19+226.290 斷面設計圖)

        其二,第二階、第三階邊坡預應力錨索框架中錨索鉆孔孔徑?130mm,4 束鋼絞線錨索;要求封錨時錨具外側鋼絞線切割后留置長度不小于5cm,該工程設計考慮控制第二階邊坡錨索錨固段的鉆孔方式,分析這一部分土質情況,確定其中砂土狀強風化泥質粉砂巖的分布約為12m。之后,分析第三段的錨固段情況,確定存在≮12m 的粉砂巖殘積黏性土。采用孔底多次返漿液或者劈裂注漿工藝確保錨固力。

        其三,在邊坡第一級設置間距5m 的排水平孔,孔深15m,上仰角8~15o。

        其四,平臺采用C20 混凝土硬化12cm 厚,邊坡平臺外傾角度4%,外側距離坡頂0.85m 設C25 現(xiàn)澆擋水埂。

        其五,未采用擋墻及預應力錨索框架加固區(qū)域即邊坡裸露區(qū)域,采用拱形骨架植噴草(植喬)防護,預應力錨索框架內(nèi)采用液壓客土噴草(植喬)綠化防護。

        6 結語

        龍巖城區(qū)至高新園區(qū)城際快速通道三期K19+020.767~K19+450.432 段高邊坡防護設計方案已經(jīng)通過專家的充分論證,目前已在有條不紊的施工中,通過施工時數(shù)據(jù)觀測和實際情況看,處理效果良好,邊坡穩(wěn)定性好,可為山區(qū)類似項目提供一定的設計及施工參考。

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