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)過程中，福建省受山地丘陵地形限制，工程為達到技術(shù)標準要求，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，同時因降雨等作用，土體物理力學指標降低，容易造成山體邊坡失穩(wěn)。路塹高邊坡防護設(shè)計應結(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公路路塹高邊坡的防護設(shè)計進行論述分析，供同行借鑒與參考。

1 工程地質(zhì)情況

本段邊坡場區(qū)位于東南沿海剝蝕殘丘間山間溝谷地貌區(qū)。場區(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)侵入花崗閃長巖及其風化層。場區(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；未見活動性構(gòu)造跡象。區(qū)域地質(zhì)相對穩(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邊坡穩(wěn)定性分析中發(fā)展相對成熟，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面滑動造成，將有滑動趨勢范圍內(nèi)的巖土體按某種規(guī)則劃分成若干小條塊，通過建立邊坡的平衡方程對可能的力學變形破壞方式進行系統(tǒng)的分析評價。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)點包括模型簡單、計算便捷、對各種復雜狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)給出的結(jié)論比較準確及方便工期緊張的邊坡設(shè)計?；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)以下公式對邊坡進行邊坡穩(wěn)定計算，具體巖土層參數(shù)見表1。

式中：K--整個滑體計算的安全系數(shù)；l--單個土條的滑動面長度(m)，l=bsecθ；b--土條的寬度(m)；W,θ--條塊重力(kN)與第i個土條中點處切線與水平線的夾角((°))；C,φ--土的抗剪強度指標粘聚力(kPa)和內(nèi)摩擦角((°))，取總應力指標。

利用理正綜合邊坡軟件計算，本邊坡在一般工況下整個滑體計算的安全系數(shù)為1.093，邊坡滑動面出現(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，雖可暫時保持穩(wěn)定，但在強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 深挖路塹邊坡防護措施

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

針對該邊坡高陡、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，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)防護設(shè)計。

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、防護并重的綜合處理措施，確保路塹邊坡的安全可靠的原則對比可以看出如下情況①錨桿(錨索)框架方案工程造價適中，且框架間用草灌防護后，綠化景觀效果明顯；②結(jié)合項目詳勘提供的工程地質(zhì)資料，通過對典型斷面計算得知，本項目邊坡滑動面出現(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)護坡技術(shù)作為設(shè)計實施方案。本段路塹邊坡總體邊坡防護執(zhí)行“二級邊坡工程”動態(tài)設(shè)計。

經(jīng)過加固支護措施處理的邊坡利用理正綜合邊坡軟件對典型斷面采用瑞典條分法重新進行邊坡穩(wěn)定計算，計算結(jié)果如下。

由計算結(jié)果圖1得知，在經(jīng)過對第二、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滑體計算的安全系數(shù)為1.275>1.093(未進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，故本次的邊坡防護設(shè)計方案是可行的。

圖1 加固后計算結(jié)果圖

對于本段深挖路塹邊坡，在對邊坡進行固“腳”強“腰”防護設(shè)計的同時，為提升路塹整體穩(wěn)定性應加強邊坡排水措施。

為評價邊坡防護方案的有效性，應在邊坡防護方案付諸實施后，對坡體等進行監(jiān)測，及時分析和評價防護方案的有效性。本段路塹邊坡在坡頂及坡體中部平臺設(shè)置2處地表位移監(jiān)測，并設(shè)有2孔總孔深60m的深孔位移監(jiān)測用于施工期監(jiān)測。運營期的監(jiān)測設(shè)有地表位移監(jiān)測及錨桿(索)預應力監(jiān)測。

4 結(jié) 語

對于山區(qū)公路深挖路塹邊坡防護，文章通過對深挖路塹邊坡防護實體工程及穩(wěn)定性分析進一步驗證，滑動面剪出口附近增設(shè)預應力錨桿(錨索)框架加固結(jié)合草灌生態(tài)護坡進行防護的有效性明顯，工程通車5年未見病害，可供同行交流學習，以求共同提高。