何昭宇, 王冬明, 張?zhí)珖?guó), 范世英

(1 山東建勘集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250031；2 濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250000)

0 引言

土巖二元結(jié)構(gòu)是開挖斷面范圍內(nèi),由上覆土層與下臥巖層構(gòu)成的一種特殊地層結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)存在明顯的剛度差異,具有“上軟下硬”的工程特點(diǎn),主要分布于山坡、剝蝕準(zhǔn)平原地帶的建筑工程[1-3]。近幾年隨著城市化建設(shè)的不斷發(fā)展,此類建筑邊坡更是極為常見[4-5]。但在實(shí)際工程應(yīng)用中,單一地層邊坡的穩(wěn)定性分析較為成熟,土質(zhì)邊坡可按圓弧滑動(dòng)模式,巖質(zhì)邊坡按外傾結(jié)構(gòu)面分析,而土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡涉及土體、巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用,目前對(duì)其研究尚不深入,沒有形成獨(dú)立的理論體系,故許多學(xué)者開始對(duì)此類邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)設(shè)計(jì)理論體系方面進(jìn)行大量研究[6-8]。

張蓮花等[9]在分析土巖組合邊坡特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出上部土層采用圓弧滑動(dòng)法分析、下部巖層依據(jù)結(jié)構(gòu)面組合確定潛在滑移面,并結(jié)合傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。唐曉松等[10]采用有限元強(qiáng)度折減法分析了土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞與滑動(dòng)面發(fā)生發(fā)展全過(guò)程,為邊坡防治提供了有效依據(jù)。梅林等[11]通過(guò)物理模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬等方法,研究了二元結(jié)構(gòu)邊坡破壞過(guò)程,得出邊坡最大水平位移位于交界面之上的邊坡中部。王威等[12]基于有限元軟件OPTUM/G2探討了軟化土層厚度及軟化度對(duì)二元結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定性的影響。陳涵[13]則分析了弱面傾角及邊坡土層與巖層比例對(duì)滑移面坡頂開裂點(diǎn)和安全系數(shù)的影響,建立了典型“覆蓋土-風(fēng)化巖層二元結(jié)構(gòu)模型”,發(fā)現(xiàn)巖層出露位置比土層界面傾角對(duì)邊坡穩(wěn)定影響更為顯著。

以往專家和學(xué)者們對(duì)二元結(jié)構(gòu)邊坡的研究多是集中在我國(guó)沿海地區(qū)和西南山地一帶,像青島、廈門、珠海、重慶等城市,但是對(duì)于魯中山地地區(qū)的土巖邊坡研究較少。以山東濟(jì)南為例,地處魯中山地北緣,土層以硬土居多,上部存在填土、黃土,下覆灰?guī)r、輝長(zhǎng)巖,由于其獨(dú)特的區(qū)域構(gòu)造,在成就“泉城”的同時(shí),也形成了第四系土層+灰?guī)r、輝長(zhǎng)巖的二元結(jié)構(gòu)類型。因此,深入研究濟(jì)南地區(qū)土巖組合邊坡具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文依托于濟(jì)南蔣山山體邊坡加固工程項(xiàng)目,在分析地勘資料的基礎(chǔ)上,對(duì)土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡進(jìn)行加固設(shè)計(jì),并基于有限元軟件MIDAS/GTS模擬,分別建立既有邊坡、二次開挖邊坡及支擋加固措施的有限元模型,探討了此類結(jié)構(gòu)邊坡滑移面位置及破壞機(jī)理,為濟(jì)南地區(qū)類似基坑、邊坡工程建設(shè)提供有益的借鑒。

1 工程概況

擬建雪山片區(qū)蔣山山體加固工程位于濟(jì)南市高新區(qū)鳳鳴路東側(cè),蔣山北路南側(cè)。邊坡坡腳北側(cè)緊鄰場(chǎng)區(qū)行車道路,道路寬7.0m,道路北側(cè)距離擬建建筑物0.79～7.13m,地面標(biāo)高為92.0～102.0m;邊坡坡頂圍擋即場(chǎng)地紅線位置,圍擋南側(cè)為新建山體公園道路,道路寬5m,總體呈西高東低,且兩邊綠化施工完畢,不可占用破壞,道路標(biāo)高為111.0～120.0m。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高,邊坡最大設(shè)計(jì)高度23.5m,具體周邊環(huán)境見圖1。

圖1 建筑邊坡周邊環(huán)境圖

根據(jù)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況,邊坡加固范圍內(nèi)地層主要為地表素填土、奧陶系石灰?guī)r和泥灰?guī)r風(fēng)化帶構(gòu)成,場(chǎng)地地貌單元屬山前沖洪積平原,相應(yīng)地層物理力學(xué)參數(shù)見表1。場(chǎng)地內(nèi)地下水位埋藏較深,主要為裂隙巖溶水,水位標(biāo)高為40.30～43.03m,賦存于溶蝕蝕變帶及奧陶系石灰?guī)r中,對(duì)混凝土及鋼筋構(gòu)件腐蝕性較小。

表1 模型力學(xué)參數(shù)

通過(guò)收集資料及現(xiàn)場(chǎng)巡視觀測(cè),邊坡上層堆土形成自然休止?fàn)顟B(tài),在經(jīng)歷2～3個(gè)雨季后未觀測(cè)坡頂土體發(fā)生明顯地裂縫擴(kuò)大等情況,判斷目前土坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。堆土下即為石灰?guī)r,巖層整體較完整,占邊坡的41%～53%,故應(yīng)劃歸為土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡。

2 加固設(shè)計(jì)方案

土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡下伏基巖強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好,尤其是中風(fēng)化石灰?guī)r以下地層具有很好的邊坡自穩(wěn)能力和豎向承載能力,所以繼續(xù)沿用高填方邊坡的支護(hù)形式造價(jià)較高;另一方面,施工場(chǎng)地狹窄,水平放坡空間有限,而如何將加固設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性與合理性完美結(jié)合成了目前急需解決的問(wèn)題。

其中,場(chǎng)地東南側(cè)為高填方土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡,邊坡長(zhǎng)182m,填土厚度3.4～9.0m,下覆13.5m中風(fēng)化石灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀25∠7°,與邊坡傾向基本一致,屬順層邊坡,地層情況見圖2。邊坡坡頂現(xiàn)為山體公園道路,如圖3所示,坡頂圍擋(紅線)距離場(chǎng)地內(nèi)部構(gòu)筑物僅10.5m。

圖2 土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡地層剖面

圖3 坡頂外山體公園道路

為此,充分根據(jù)巖土力學(xué)性質(zhì)及空間分布,將覆蓋土與風(fēng)化巖分別進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì),而目前常采用的支護(hù)形式為上部填土采用扶壁式擋墻、天然放坡等方案,下部巖層進(jìn)行巖石錨噴,根據(jù)目前工程進(jìn)度情況及所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),扶壁式擋墻土方開挖量較大,且施工前需進(jìn)行臨時(shí)邊坡支護(hù),存在大量重復(fù)勞動(dòng),其支護(hù)費(fèi)用約530萬(wàn),工期90d;天然放坡雖然施工難度小,工期短,但占用大量山體范圍,破壞現(xiàn)狀道路。故本文提出樁板式擋墻+預(yù)應(yīng)力錨索+巖石錨噴的加固設(shè)計(jì)方案,并成功地解決了土巖地區(qū)建筑邊坡土體易失穩(wěn)、支擋結(jié)構(gòu)變形較大和施工場(chǎng)地狹窄等支護(hù)難題。

支護(hù)樁采用樁徑800mm的灌注樁,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,樁間距2.0m,在樁頂設(shè)置1 000×800冠梁和800×600腰梁,樁底須嵌入中風(fēng)化石灰?guī)r層3.0m;樁前掛設(shè)鋼筋混凝土面板,采用C25混凝土,板厚200mm,板內(nèi)設(shè)置暗梁及拉筋;施工兩道預(yù)應(yīng)力錨索,并刷瀝青船底漆和瀝青玻纖布纏裹二層進(jìn)行防腐蝕處理;下部巖層則采用全粘結(jié)錨桿進(jìn)行錨噴支護(hù),設(shè)計(jì)坡率1∶0.1,支護(hù)費(fèi)用約440萬(wàn),設(shè)計(jì)工期僅70d,具體設(shè)計(jì)方案見圖4。

圖4 樁板式擋墻+巖石錨噴加固方案

土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡加固施工時(shí),應(yīng)在墻、護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)排水孔,來(lái)減少滑坡體的含水量。同時(shí),在土巖分界面位置留設(shè)平臺(tái),并修建擋水墻、排水溝來(lái)阻斷坡頂水流對(duì)坡段的沖刷。樁頂外側(cè)填土按1∶1.0進(jìn)行天然放坡,待邊坡驗(yàn)收合格后,可在坡面進(jìn)行植被綠化,種植爬山虎及連翹等多年生木本植物。

目前在組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中,一般只考慮上部土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性,常把下部巖層看成穩(wěn)定的,待樁板擋墻設(shè)計(jì)滿足抗滑移、抗傾覆和整體穩(wěn)定性要求時(shí),再將上部土層及擋墻等效成荷載和集中力的形式進(jìn)行下部錨噴支護(hù)體系計(jì)算,即只考慮整個(gè)邊坡的局部穩(wěn)定性問(wèn)題[14-16]。雖然將組合支護(hù)結(jié)構(gòu)分別計(jì)算可以滿足局部穩(wěn)定性要求,但對(duì)整體穩(wěn)定性和組合結(jié)構(gòu)受力情況無(wú)法確定,與實(shí)際受力相差較大。因此,為了系統(tǒng)地研究土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡整體穩(wěn)定性問(wèn)題,本文采用有限元軟件MIDAS/GTS進(jìn)行數(shù)值模擬研究。

3 有限元模型建立

為了探討土巖二元結(jié)構(gòu)既有邊坡、二次開挖邊坡整體穩(wěn)定性特性,本文基于有限元軟件MIDAS/GTS的強(qiáng)度折減法(SRM)和Drucher-prager屈服準(zhǔn)則進(jìn)行分析[17-19],通過(guò)不斷減少邊坡巖土體抗剪切強(qiáng)度參數(shù)(如c、φ值)來(lái)達(dá)到極限破壞狀態(tài),以此得到土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡滑移面位置及破壞機(jī)理,如圖5所示圖中τ為剪應(yīng)力;c為黏聚力;σ1、σ3分別為最大、最小主應(yīng)力;φ1、φ2分別為1、2次折減的內(nèi)摩擦角;F1、F2分別為1、2次折減的折減系數(shù)。

圖5 強(qiáng)度折減法示意圖

模擬中假定面板、樁、錨均為線彈性材料,并基于項(xiàng)目勘察報(bào)告及相應(yīng)的巖土力學(xué)參數(shù),應(yīng)用Mohr-coulomb本構(gòu)模型對(duì)邊坡最大高度位置進(jìn)行計(jì)算,最終確定模型范圍55m×12m×38m。上覆填土深度約9m,下部5m強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r、24m中風(fēng)化石灰?guī)r,并充分考慮覆土和風(fēng)化巖交界面處的有效粘結(jié)應(yīng)力,設(shè)置Interface單元模擬二元結(jié)構(gòu)交界面上的剪力。同時(shí),施加25kN/m的坡頂環(huán)山道路荷載,構(gòu)建土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡有限元模型,如圖6所示。

圖6 土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡有限元模型

支護(hù)結(jié)構(gòu)采用了樁板式擋墻+錨索+巖石錨噴支護(hù)的組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì),通過(guò)板單元來(lái)模擬噴射混凝土面層;通過(guò)植入式桁架單元來(lái)對(duì)錨桿、錨索進(jìn)行模擬;通過(guò)巖層與全粘結(jié)錨桿之間的接觸和對(duì)混凝土冠梁、腰梁進(jìn)行賦值的方法來(lái)模擬錨桿、錨索的加固作用,建立組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)有限元模型,如圖7所示,相應(yīng)參數(shù)見表1。

圖7 組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)有限元模型

有限元計(jì)算工況則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工工序進(jìn)行劃分的,分別為以下5個(gè)工況:工況1,上部土層開挖3.5m,并按照1∶1.0進(jìn)行天然放坡;工況2,支護(hù)樁施工,然后垂直開挖5.5m至土巖接觸面,進(jìn)行混凝土面板、預(yù)應(yīng)力錨索及混凝土冠梁/腰梁施工,并施加預(yù)應(yīng)力;工況3,在土巖交界面留設(shè)2.0m平臺(tái),然后按照設(shè)計(jì)坡比1∶0.1進(jìn)行巖石開挖、錨噴支護(hù),錨桿長(zhǎng)9.0m,入射角度20°;工況4,按照設(shè)計(jì)坡比1∶0.1進(jìn)行巖石二次開挖、錨噴支護(hù),錨桿長(zhǎng)4.5m,入射角度20°;工況5,進(jìn)行安全性計(jì)算。

4 有限元計(jì)算結(jié)果分析對(duì)比

4.1 既有邊坡有限元計(jì)算結(jié)果分析

在進(jìn)行土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡開挖穩(wěn)定性分析之前,需要對(duì)既有邊坡的應(yīng)力場(chǎng)和穩(wěn)定性進(jìn)行分析。假設(shè)邊坡主要作用力為自重,并在不考慮構(gòu)造應(yīng)力等其他作用力的影響下,計(jì)算得到既有邊坡最大主應(yīng)力區(qū)、最小主應(yīng)力區(qū)和剪應(yīng)力區(qū),如圖8所示。

圖8 既有邊坡應(yīng)力分布圖/(kN/m2)

初始狀態(tài)下,土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡最大主應(yīng)力以壓應(yīng)力為主,分布規(guī)律與邊坡自重的分布規(guī)律相同,其坡腳位置處的壓應(yīng)力值為0.376MPa。最小主應(yīng)力則以拉應(yīng)力為主,分布規(guī)律大致平行于坡面,在坡頂后緣一定距離處受拉,拉應(yīng)力值為0.211MPa。而初始狀態(tài)下的最大剪應(yīng)力則為過(guò)渡狀態(tài),其潛在滑移面為圓弧形,頂部位于上覆土質(zhì)邊坡坡頂后緣約4.9m位置,底部則位于下覆巖質(zhì)邊坡坡底處,并在土巖交界面及坡腳處出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象。

根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果可得既有邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.22,屬于基本穩(wěn)定狀態(tài),具體劃分按照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2013)[20],如表2所示。但考慮到降雨條件下,坡體內(nèi)巖土體含水量增大,導(dǎo)致坡體抗剪強(qiáng)度降低,將無(wú)法保證土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定安全,故應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加固處理。

表2 邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)劃分

4.2 二次開挖邊坡有限元計(jì)算結(jié)果分析

4.2.1 應(yīng)力場(chǎng)特征

根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果表明,天然狀態(tài)下土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡應(yīng)力分布規(guī)律符合一般斜坡應(yīng)力場(chǎng)特征。最大主應(yīng)力以壓應(yīng)力為主,隨著開挖工況的進(jìn)行,應(yīng)力發(fā)生重分布,在坡面位置處出現(xiàn)拉應(yīng)力集中現(xiàn)象,且主要位于下覆灰?guī)r薄弱面。最大應(yīng)力由0.203MPa增長(zhǎng)至0.468MPa,但整體應(yīng)力呈減小趨勢(shì)(圖9),故在完成巖質(zhì)邊坡開挖后應(yīng)盡快進(jìn)行噴錨支護(hù)。邊坡最小主應(yīng)力與最大主應(yīng)力類似,在開挖卸荷和灰?guī)r薄弱面位置都發(fā)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象,并在坡腳位置出現(xiàn)壓應(yīng)力,且隨著工況的進(jìn)行,壓應(yīng)力從0.847MPa逐漸減小至0.739MPa,由此可以判斷,坡腳處所受的壓應(yīng)力將不會(huì)達(dá)到屈服狀態(tài),見圖10。

圖9 各工況下邊坡最大主應(yīng)力云圖/(kN/m2)

圖10 各工況下邊坡最小主應(yīng)力云圖/(kN/m2)

開挖邊坡最大剪應(yīng)力特征如圖11所示,隨著支擋加固措施的進(jìn)行,土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡潛在滑移面的工程規(guī)模逐漸減小,雖然初始狀態(tài)下邊坡最大剪應(yīng)力在土巖交界面及邊坡坡腳位置應(yīng)力集中較為明顯,但隨著施工工況的進(jìn)行,坡腳附近的剪應(yīng)力也隨之減小。每次開挖完成后坡腳處最大剪應(yīng)力依次減少4.3%、1.4%、3.3%、4.2%,可見坡腳處發(fā)生剪切破壞的風(fēng)險(xiǎn)在逐漸減小,特別是完成工況1和工況4的施工工序,剪應(yīng)力下降明顯。但在進(jìn)行工況2施工時(shí),樁板式擋墻和下覆灰?guī)r薄弱面位置處都出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象,故為了防止土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡發(fā)生滑移破壞,需在邊坡二次開挖后盡快進(jìn)行樁板式擋墻施工,并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,防止發(fā)生剪切破壞。

圖11 各工況下邊坡最大剪應(yīng)力云圖/(kN/m2)

4.2.2 位移場(chǎng)特征

土巖二元結(jié)構(gòu)既有邊坡在進(jìn)行開挖修護(hù)時(shí)的各工況位移云圖如圖12所示。其中,工況1開挖完成后,巖土體卸荷松弛,在開挖坡面上產(chǎn)生位移,但此時(shí)位移值較小,僅為7.19mm,不利結(jié)構(gòu)面也只擴(kuò)散到開挖坡體的坡腳位置;工況2開挖完成后,土巖交界面和灰?guī)r薄弱面位置的位移量增大,最大位移值為12.24mm,而此時(shí)不利結(jié)構(gòu)面已經(jīng)擴(kuò)散至下覆灰?guī)r坡腳處,對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響,須在施工過(guò)程中對(duì)該區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和防治;工況3開挖完成后,施工開挖所形成的坡頂平臺(tái)面位移量最大,其原因可能是該層灰?guī)r風(fēng)化程度較高,物理力學(xué)性質(zhì)較差;當(dāng)工況4施工完成后,最大位移值為14.64mm,主要出現(xiàn)在土巖交界面范圍,且上覆土層將沿著下覆灰?guī)r的潛在滑移面而產(chǎn)生破壞,但邊坡整體未出現(xiàn)較大位移。由此可見,邊坡坡頂及坡腳位置處的總位移逐漸減小,特別是坡腳方向的位移減小幅度最為明顯,最大位移位于邊坡中部的土巖交界面附近。

圖12 各工況下邊坡總位移云圖/m

4.3 土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)MIDAS/GTS有限元計(jì)算結(jié)果可知,土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)隨著施工工況的進(jìn)行不斷增大,具體情況見圖13。其中,工況1完成后坡體穩(wěn)定性系數(shù)變化較大,穩(wěn)定性系數(shù)變?yōu)?.35,其原因可能是上部土層的開挖減小了邊坡坡體的自重,提高了邊坡的整體穩(wěn)定性。當(dāng)工況2的完成,邊坡穩(wěn)定性系數(shù)從1.35增長(zhǎng)至1.42,說(shuō)明樁板式擋墻的施工可有效減少潛在滑移面的工程規(guī)模,起到穩(wěn)定邊坡的作用。隨著工況3、工況4的完成,穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)一步提高,說(shuō)明下覆灰?guī)r的開挖、錨噴加固減小了坡體的自重,進(jìn)一步提高了土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定性,使邊坡穩(wěn)定性系數(shù)提高至1.55,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖13 土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)變化圖

在整個(gè)邊坡支擋加固過(guò)程中,邊坡穩(wěn)定系數(shù)始終大于等于1.35,說(shuō)明土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。若是在開挖完成后未進(jìn)行及時(shí)的支擋加固措施,則根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果可知,土巖交界面及下覆灰?guī)r薄弱面位置處變形增大,并在坡面和坡頂位置處產(chǎn)生拉張裂隙,在坡腳處出現(xiàn)應(yīng)力集中,極易誘發(fā)潛在滑移面貫通,造成邊坡整體滑移破壞,因此還需施工過(guò)程中對(duì)邊坡加強(qiáng)監(jiān)測(cè),保證邊坡穩(wěn)定安全。

其中,本工程邊坡現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作自2020年4月8日正式開始,實(shí)際布置各類型監(jiān)測(cè)點(diǎn)共25個(gè),對(duì)樁板式擋土墻頂布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)10個(gè),最大變形量12.5mm,見圖14。土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡加固及使用期間位移變化速率平穩(wěn),無(wú)較大起伏,且最大水平位移未超過(guò)規(guī)范預(yù)警值,與數(shù)值模擬結(jié)果相符,證明了支護(hù)方案的可行性。

圖14 土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡位移-時(shí)間變化曲線

5 結(jié)論

(1)通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)施工條件、邊坡高度及周圍環(huán)境,提出了一種樁板式擋墻+預(yù)應(yīng)力錨索+巖石錨噴加固的組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì),有效貫徹高邊坡處治安全、經(jīng)濟(jì)的基本理念的同時(shí),為土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡加固設(shè)計(jì)提供一種新思路。

(2)基于MIDAS/GTS有限元軟件建立既有邊坡、二次開挖邊坡及組合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)模型,并在模擬過(guò)程中充分考慮了上部樁板式擋墻、預(yù)應(yīng)力錨索和下部巖石錨噴加固之間的協(xié)同作用,可有效解決邊坡的整體與局部穩(wěn)定性問(wèn)題,降低邊坡工程處治規(guī)模。

(3)開挖前既有邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)為1.22,屬于基本穩(wěn)定狀態(tài),坡頂后緣4.9m處為潛在滑動(dòng)面,且土巖交界面及邊坡坡腳位置出現(xiàn)應(yīng)力集中。

(4)隨著施工工況進(jìn)行,下覆灰?guī)r薄弱面發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,但整體應(yīng)力成減小趨勢(shì);邊坡潛在滑移面工程規(guī)模也隨著加固措施的進(jìn)行得到了有效的抑制,上覆土層將沿著下覆灰?guī)r的潛在滑移面產(chǎn)生破壞。坡頂及坡腳位置處位移逐漸減小,而最大位移量位于邊坡中部的土巖交界面附近,位移值14.64mm。

(5)在邊坡支擋加固作用下,土巖二元結(jié)構(gòu)邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)提高至1.55,屬于穩(wěn)定狀態(tài),達(dá)到了規(guī)范要求。