海南某濱海邊坡穩定性計算及加固方案設計

黃 亮

(湖南理大交通科技發展有限公司，湖南 長沙 410001)

海南某濱海邊坡穩定性計算及加固方案設計

黃 亮

(湖南理大交通科技發展有限公司，湖南 長沙 410001)

介紹了海南萬寧石梅灣至大花角旅游公路沿線經過神州半島等濱海區域的邊坡防護設計，根據K6+402～K6+502處邊坡的原始滑坡記錄和地質勘查報告、施工初期邊坡發展狀況等資料，對已開挖的邊坡穩定性進行了計算，并結合實際情況對防護工程進行了重新設計，以保證工程的安全性。

邊坡，穩定性，計算，加固

0 引言

海南省旅游公路萬寧石梅灣至大花角段示范工程路線全長約35.44 km，途經較長距離的濱海區域。設計車速40 km/h；車道規模為雙車道+慢車道。該旅游公路高于30 m的邊坡有十余處，因此，對K6+402～K6+502邊坡穩定性影響因素進行探討分析并選擇合理的加固防護措施，對全線高邊坡的加固設計、施工以及運營具有參考價值。

1 工程概況

1.1 地形地貌

邊坡沿線屬丘陵斜坡地貌，地表植被發育；該邊坡處于丘陵山體陽坡地帶，溝谷切割不強烈，山梁坡體走向約155°；圈椅狀形態地貌，滑坡后壁及側壁清晰明顯，形成高約1.0 m～8.0 m的滑壁陡坎，陡坎傾向滑坡體內，傾角50°～80°。后緣高程79.60 m，前緣高程23.34 m，相對高差56.26 m。

該路段在施工前已發生過滑坡，滑坡主要由下方的1號滑體和上方的2號滑體共同組成，在1號滑體滑動后，2號滑體失去支擋產生滑動，在進行開挖施工時，還存在一個3號滑塌體，各滑體的概況如下：

1號滑體后緣被2號滑體掩埋，邊界模糊；滑動方向160°，長約130 m，前緣寬約110 m，后緣寬約55 m，滑體土層平均厚度約9.0 m，體積約為60 000 m3。2號滑坡位于1號主滑體后部，滑坡壁傾角約50°～85°，滑坡側界清晰，滑動方向140°；長約60 m，前緣寬約55 m，后緣寬約40 m，滑體土層平均厚度約5.0 m，滑體體積大約為15 000 m3。3號滑塌體位于主滑體前緣東半部，地下水豐富，涌水量最大時可達5 m3/h，但隨時間延長呈放緩趨勢；該滑塌體長約30 m，后緣接近圓弧狀，前緣寬約35 m，滑動方向為155°，屬于主滑體上的局部滑動體。

綜上所述，該處滑坡屬中型中層牽引式風化層工程滑坡。

1.2 地質構造及地層巖性

巖層產狀190°∠22°，邊坡傾向155°，巖層傾向與斜坡傾向基本一致，1號滑坡地表原始坡度約20°，2號滑坡體地表原始坡度約35°，滑坡后緣背靠山坡，局部坡度超過45°，屬順層邊坡；且滑坡后緣為近東西向的正斷層。

2 邊坡穩定性計算

根據上文所述地層巖性情況及GB 50021—2012巖土工程勘察規范[1]、GB 50330—2013建筑邊坡工程技術規范[2]、DZ/T 0219—2006滑坡防治工程設計與施工技術規范[3]相關規定，滑動面按折線形處理，采用傳遞系數法進行穩定性評價和推力計算。

根據JTG D30—2004公路路基設計規范[4]相關規定及該邊坡所處沿海地帶的實際情況，分別考慮正常(天然狀態)和非正常(連續降雨或暴雨)兩種工況，穩定性安全系數分別取為1.25和1.15。

現選定滑坡體內的三條沿主滑動方向的工程地質縱斷面Ⅰ—Ⅰ′，Ⅱ—Ⅱ′，Ⅲ—Ⅲ′剖面，分別進行上述條件下的滑坡穩定性計算分析，各計算剖面如圖1所示。

穩定性計算公式如下所示[5]:

(1)

ψj=cos(θi-θi+1+1)-sin(θi-θi+1+1)tanφi+1

(2)

Ri=Nitanφi+CiLi

(3)

其中，Fs為穩定系數；θi為第i塊段滑動面與水平面之間的夾角,(°)；Ri為第i塊段受到的滑動力,kN/m；Ci為第i塊段土的粘聚力,kPa；φi為第i塊段土的內摩擦角，(°)；Li為第i塊段滑動面長度,m；Ti為第i塊段土體受到的滑動力沿滑動面方向上分力，kN/m；與滑動方向相同時，Ti為正；ψj為第i塊段的剩余下滑動力的傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(j=i)。

滑坡下滑推力計算公式為：

Fn=Fn-1ψ+γtGnt-Gnntanφn-CnLn

(4)

ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tanφn

(5)

其中,Fn，Fn-1分別為第n塊、第n-1塊滑體的剩余下滑力；ψ為傳遞系數；γt為滑坡推力安全系數，本次計算取1.25；Gnt，Gnn分別為第n塊滑體自重沿滑動面、垂直滑動面的分力；φn為第n塊滑體沿滑動面土的內摩擦角標準值；Cn為第n塊滑體沿滑動面土的粘聚力標準值；Ln為第n塊滑體沿滑動面的長度；βn，βn-1分別為第n塊、第n-1塊滑體的滑動面與水平面的夾角。

根據實驗數據及相關參考資料，各計算參數選取如表1，表2所示，根據地勘情況，三個計算剖面的土體參數取值與巖體力學參數取值可按同一組數值進行計算。

表1 滑坡土體物理力學參數建議值表

表2 滑坡巖體物理力學參數建議值表

為安全和簡化計算，滑坡體地層統一為殘坡積的粘性土，重度按19.0 kN/m3計算。

根據上述公式及表1，表2的參數計算指標,可得滑坡在各狀態下的穩定性系數，并根據滑坡穩定性安全系數采用傳遞系數法對滑坡剩余下滑力進行計算，各計算結果見表3。

表3 滑坡穩定性計算結果

綜上結果所述：現狀條件下該坡體處于不穩定狀態，Ⅱ—Ⅱ′和Ⅲ—Ⅲ′剖面滑坡剩余下滑力較大，存在整體滑坡的可能，需對坡體進行加固處治。

3 邊坡方案加固設計

根據上述計算結果及開挖現場邊坡的滑坡體發展狀況，擬采用的加固方案為：

1號滑體采用兩排嵌巖樁板式擋土墻處理，第一排設置在坡段中部，第二排設置在坡段底部；做適當的削方卸載處理；同時在滑體內及滑坡體周界以外布置截水溝，并進行裂縫封填。修整后的邊坡，采取CF網植草防護。2號滑體采用預應力格構錨桿進行邊坡錨固，框架內采用植草防護(設計方案見圖2)。

采用上述方案的主要理由有：

1)雙排抗滑樁+預應力錨桿框架梁的組合模式，具有較強的技術先進性，不僅有效的加固已滑滑坡，同時減少了土石方開挖工作量，占用土地較少，對環境擾動較小。

2)該方案為較常見的邊坡加固措施，總造價較為合理，顯示了一定的經濟性。

3)能夠起到美化公路周邊環境的作用，充分體現了旅游公路風景宜人的特點，符合該旅游公路“安全順暢、節約資源、風景宜人、綠色環保”的理念。

4 結語

通過對萬寧石梅灣至大花角旅游公路K6+402～K6+502處邊坡的穩定性計算及加固方案的研究，可得到以下結論：

1)在分析了邊坡失穩過程及開挖時已發生的滑坡體現狀的前提下，采用傳統的條分法，對自然狀況和連續降雨及暴雨狀況下的邊坡穩定系數和下滑力的計算得出邊坡不穩、需要進行加固處治的結論。

2)雙排抗滑樁+預應力錨桿框架梁的組合具有一定的創新性，同時具備垂直綠化、生態防護的特點，安全可靠性較高。

[1] GB 50021—2012，巖土工程勘察規范[S].

[2] GB 50330—2013，建筑邊坡工程技術規范[S].

[3] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程設計與施工技術規范[S].

[4] JTG D30—2004，公路路基設計規范[S].

[5] 朱 超.某高速公路滑坡穩定性分析與治理設計[J].巖土工程界，2008(2)：60-61.

The stability calculation and reinforcement scheme design of a coastal slope in Hainan

Huang Liang

(TrafficScienceandTechnologyDevelopmentLimitedCompany,HunanUniversityofTechnology,Changsha410001,China)

This paper introduced the slope protection design of Hainan Wanning Shimei Bay to Dahuajiao travel highway along the Shenzhou Peninsula and other coastal zone, according to the original landslide records, geological exploration report, the development situation of construction initial slope and other data of K6+402～K6+502 slopes section, and calculated the excavation slope stability, and combining with the actual situation re-designed the protection engineering, in order to ensure the engineering safety.

slope, stability, calculation, reinforcement

2015-04-07

黃 亮(1984- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)17-0059-02

U416.14

A