城市道路邊坡失穩支護設計的實例分析

李敬媛

摘要：隨著城市建設速度的加快和建設規模的擴張，山區和丘陵地區的市政道路路基邊坡問題也越來越多。自然邊坡在長期地質歷史過程中經過不斷地應力調整和平衡，最終會達到一個相對穩定的狀態；但工程建設往往會打破這種原始的平衡狀態，使邊坡重新進入應力調整過程，從而可能導致邊坡應力重分布時發生失穩。筆者以某市政道路邊坡工程為依托，主要論述該邊坡失穩的原因、加固和監測方案的設計以及監測數據的

分析和評價。

關鍵詞：市政道路；邊坡失穩；支護設計；施工監測

1 工程概況

某市政道路工程是在原有道路基礎上的改擴建工程，且道路建設同時要在路基中進行排水管道的建設，原道路位于邊坡的中部。為殘丘及沖溝，場地地勢起伏較大。邊坡坡度為16～20°，邊坡總長約150 m，坡高4.0～11.0 m；坡頂為廢舊車輛棄置場，坡體上有一輸電線路經過，原路塹邊坡采用重力式擋墻進行支護，路堤下方為居民區。工程建設初期，邊坡局部產生了滑坡，滑坡體厚度4～7.5 m。

根據巖土工程勘察報告資料，該邊坡主要巖土層從上至下依次為雜填土、殘積粉質黏土、強風化泥質粉砂巖、中等風化泥質粉砂巖。其中殘積粉質黏土層厚度為1.5～3.5 m，強風化泥質粉砂巖層厚2～4.2 m。邊坡地下水埋藏較深，邊坡土體含水主要來源于大氣降水和生活污水，由于施工期間正處于雨季，大氣降水對邊坡穩定的影響作用較大。

2 邊坡失穩原因分析和支護設計

工程建設初期，由于對邊坡的穩定性分析認識不足，沒有采取有效的預先支護措施，施工過程中邊坡產生了一定范圍的滑動，一度嚴重影響了工程安全和進度。因此，正確分析和把握邊坡的穩定性狀態，對可能失穩的邊坡進行必要的加固十分重要。

2. 1 邊坡失穩原因分析

影響邊坡穩定性的因素很多，包括了工程地質條件、工程開挖擾動、水文氣象條件等等。經過綜合分析，以下幾點是可能引起邊坡失穩的原因：

1）從該邊坡的工程地質條件可以明顯看出，粉質黏土和強風化泥質粉砂巖的巖土交界面是一個軟弱層面，是邊坡潛在的滑動面。

2）由于新建道路是在原有道路基礎上擴建，施工過程中原路塹側的擋土墻拆除，雖然同步進行放坡處理，但總體上下滑力是增大的。同時，道路路基下方要開挖5 m 寬、4.8 m 深的排水管明溝，開挖深度超過了潛在滑動面，形成滑動臨空面（見圖1）。

圖1 邊坡典型剖面示意圖

3）施工期間處于雨季，降水豐沛，坡體巖土體的含水量會增加，尤其是粉質黏土和強風化泥質粉砂巖的巖土交界面浸水會軟化，抗剪強度下降，邊坡極易沿該軟弱面產生滑動。

由此可見，該邊坡在工程施工的過程中產生失穩的可能性很大，必須對其進行加固治理和支護。

2. 2 邊坡支護設計

在該邊坡穩定性分析中，采用極限平衡法進行定量計算。先利用開挖前邊坡處于穩定狀態的條件，反算得到巖土體的力學性質參數，然后將反算出的參數代入計算邊坡開挖過后的穩定安全系數，計算結果在0.87～0.95 之間，說明開挖后的邊坡會處于不穩定的狀態，容易產生滑動變形。基于以上穩定性分析的結論，必須對該邊坡進行支護設計，針對可能引起邊坡失穩的因素采取相應的處治措施。

1）對原坡面進行放坡處理，清除路塹側擋墻拆除后松動的土體，按照1∶1.5 的坡比放坡，卸掉多余的荷載，減小下滑力。

2）選取不同的計算斷面，根據計算所得剩余下滑力的大小，在坡腳處按照2.5～3 m 的間距，設置樁徑為1.2～1.5m、樁長為9 m 的抗滑樁，以增加抗滑力。抗滑樁采用跳挖式施工，至少間隔2 根樁，嚴禁大斷面同時開挖。

3）做好坡面的防水、坡頂截水和坡腳排水措施，及時疏排地表水，防止地表水滲入坡體軟化巖土體。

3 施工監測

施工監測對工程的指導意義在于對監測數據的分析，并從分析中得到與邊坡設計、施工和邊坡穩定性相關的信息，然后再將其反饋到工程實踐中，對設計與施工進行必要的調整，優化設計、檢驗施工的有效性、合理性，并指導施工。

該邊坡施工監測方案以位移監測為主，包括地表位移監測、深部位移監測和地下水位監測等。監測點布置見圖2。采用常規監測與加密監測相結合的方法，常規監測按固定的時間間隔進行監測，如遇到突發性變形、暴雨等情況則采取加密監測。

圖2 邊坡施工監測點布置圖

3. 1 地表位移監測

地表位移量為當前周期監測點位移減去上一周期監測點的位移，反映相鄰周期間監測點的位移大小。L3、R4 和R4點是K2+300 附近的監測點，R4是因為R4 位移變化過大被破壞后補充設置的，該處在工程施工中曾經發生相當規模的滑動，是整個邊坡最不穩定的地段。從R4 和R4的變化曲線可以明確看出邊坡支護措施實施之前，R4 的位移一度達到近15 cm，坡體已經產生滑動，而后由于對邊坡采取相應的加固支護措施，R4基本穩定，變化值很小。L3 的變化值一直較小，說明路堤側的邊坡是基本穩定的，也沒有受到工程施工的影響。

3. 2 深部位移監測

深部位移監測能夠測量邊坡巖土體沿豎直方向不同深度的位移變化值，是判斷滑動面和坡體穩定程度的重要手段。X2 是K2+300 附近路塹側的監測點，監測裝置在抗滑樁施工前安裝，因為隨后該段坡體發生滑動而被剪斷破壞。X1 位于該段路堤側，其變化值很小、累積位移最大值不到5 mm，說明路堤側邊坡是基本穩定的（見圖3）。

圖3 K2+300 處X1 深部位移監測點沿主滑方向累計位移-深度曲線

4 結論

通過實例分析表明，市政道路邊坡工程問題應從穩定性分析入手，在正確評價邊坡穩定性狀態的前提下，對工程施工中可能出現變形過大甚至失穩的邊坡進行必要預先支護處理加固。與此同時，應進一步加強對施工監測工作的重視，充分發揮其在邊坡工程動態設計和信息化施工中的作用，以保證施工安全高效地進行。

參考文獻：

[1] 林宗元. 巖土工程試驗監測手冊[M]. 北京： 中國建筑工業出版社， 2005：697-698.

[2] 趙明階，何光春，王多根，等. 邊坡工程處治技術[M]. 北京：人民交通出版社，2003：241-243.

[3] 唐輝明. 公路高邊坡巖土工程信息化設計的理論與方法[M].武漢：中國地質大學出版社，2004：95-97.