海南某濱海邊坡穩(wěn)定性計(jì)算及加固方案設(shè)計(jì)

黃 亮

(湖南理大交通科技發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410001)

海南某濱海邊坡穩(wěn)定性計(jì)算及加固方案設(shè)計(jì)

黃 亮

(湖南理大交通科技發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410001)

介紹了海南萬寧石梅灣至大花角旅游公路沿線經(jīng)過神州半島等濱海區(qū)域的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)，根據(jù)K6+402～K6+502處邊坡的原始滑坡記錄和地質(zhì)勘查報(bào)告、施工初期邊坡發(fā)展?fàn)顩r等資料，對(duì)已開挖的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)防護(hù)工程進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，以保證工程的安全性。

邊坡，穩(wěn)定性，計(jì)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(zhǎng)約35.44 km，途經(jīng)較長(zhǎng)距離的濱海區(qū)域。設(shè)計(jì)車速40 km/h；車道規(guī)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(duì)K6+402～K6+502邊坡穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行探討分析并選擇合理的加固防護(hù)措施，對(duì)全線高邊坡的加固設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)具有參考價(jià)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(fā)育；該邊坡處于丘陵山體陽(yáng)坡地帶，溝谷切割不強(qiáng)烈，山梁坡體走向約155°；圈椅狀形態(tài)地貌，滑坡后壁及側(cè)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(nèi)，傾角50°～80°。后緣高程79.60 m，前緣高程23.34 m，相對(duì)高差56.26 m。

該路段在施工前已發(fā)生過滑坡，滑坡主要由下方的1號(hào)滑體和上方的2號(hào)滑體共同組成，在1號(hào)滑體滑動(dòng)后，2號(hào)滑體失去支擋產(chǎn)生滑動(dòng)，在進(jìn)行開挖施工時(shí)，還存在一個(gè)3號(hào)滑塌體，各滑體的概況如下：

1號(hào)滑體后緣被2號(hào)滑體掩埋，邊界模糊；滑動(dòng)方向160°，長(zhǎng)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(hào)滑坡位于1號(hào)主滑體后部，滑坡壁傾角約50°～85°，滑坡側(cè)界清晰，滑動(dòng)方向140°；長(zhǎng)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(hào)滑塌體位于主滑體前緣東半部，地下水豐富，涌水量最大時(shí)可達(dá)5 m3/h，但隨時(shí)間延長(zhǎng)呈放緩趨勢(shì)；該滑塌體長(zhǎng)約30 m，后緣接近圓弧狀，前緣寬約35 m，滑動(dòng)方向?yàn)?55°，屬于主滑體上的局部滑動(dòng)體。

綜上所述，該處滑坡屬中型中層牽引式風(fēng)化層工程滑坡。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性

巖層產(chǎn)狀190°∠22°，邊坡傾向155°，巖層傾向與斜坡傾向基本一致，1號(hào)滑坡地表原始坡度約20°，2號(hào)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(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)上文所述地層巖性情況及GB 50021—2012巖土工程勘察規(guī)范[1]、GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[2]、DZ/T 0219—2006滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[3]相關(guān)規(guī)定，滑動(dòng)面按折線形處理，采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和推力計(jì)算。

根據(jù)JTG D30—2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[4]相關(guān)規(guī)定及該邊坡所處沿海地帶的實(shí)際情況，分別考慮正常(天然狀態(tài))和非正常(連續(xù)降雨或暴雨)兩種工況，穩(wěn)定性安全系數(shù)分別取為1.25和1.15。

現(xiàn)選定滑坡體內(nèi)的三條沿主滑動(dòng)方向的工程地質(zhì)縱斷面Ⅰ—Ⅰ′，Ⅱ—Ⅱ′，Ⅲ—Ⅲ′剖面，分別進(jìn)行上述條件下的滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析，各計(jì)算剖面如圖1所示。

穩(wěn)定性計(jì)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，F(xiàn)s為穩(wěn)定系數(shù)；θi為第i塊段滑動(dòng)面與水平面之間的夾角,(°)；Ri為第i塊段受到的滑動(dòng)力,kN/m；Ci為第i塊段土的粘聚力,kPa；φi為第i塊段土的內(nèi)摩擦角，(°)；Li為第i塊段滑動(dòng)面長(zhǎng)度,m；Ti為第i塊段土體受到的滑動(dòng)力沿滑動(dòng)面方向上分力，kN/m；與滑動(dòng)方向相同時(shí)，Ti為正；ψj為第i塊段的剩余下滑動(dòng)力的傳遞至i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i)。

滑坡下滑推力計(jì)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，F(xiàn)n-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(shù)；γt為滑坡推力安全系數(shù)，本次計(jì)算取1.25；Gnt，Gnn分別為第n塊滑體自重沿滑動(dòng)面、垂直滑動(dòng)面的分力；φn為第n塊滑體沿滑動(dòng)面土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值；Cn為第n塊滑體沿滑動(dòng)面土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；Ln為第n塊滑體沿滑動(dòng)面的長(zhǎng)度；βn，βn-1分別為第n塊、第n-1塊滑體的滑動(dòng)面與水平面的夾角。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)參考資料，各計(jì)算參數(shù)選取如表1，表2所示，根據(jù)地勘情況，三個(gè)計(jì)算剖面的土體參數(shù)取值與巖體力學(xué)參數(shù)取值可按同一組數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

表1 滑坡土體物理力學(xué)參數(shù)建議值表

表2 滑坡巖體物理力學(xué)參數(shù)建議值表

為安全和簡(jiǎn)化計(jì)算，滑坡體地層統(tǒng)一為殘坡積的粘性土，重度按19.0 kN/m3計(jì)算。

根據(jù)上述公式及表1，表2的參數(shù)計(jì)算指標(biāo),可得滑坡在各狀態(tài)下的穩(wěn)定性系數(shù)，并根據(jù)滑坡穩(wěn)定性安全系數(shù)采用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡剩余下滑力進(jìn)行計(jì)算，各計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

綜上結(jié)果所述：現(xiàn)狀條件下該坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，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(duì)坡體進(jìn)行加固處治。

3 邊坡方案加固設(shè)計(jì)

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果及開挖現(xiàn)場(chǎng)邊坡的滑坡體發(fā)展?fàn)顩r，擬采用的加固方案為：

1號(hào)滑體采用兩排嵌巖樁板式擋土墻處理，第一排設(shè)置在坡段中部，第二排設(shè)置在坡段底部；做適當(dāng)?shù)南鞣叫遁d處理；同時(shí)在滑體內(nèi)及滑坡體周界以外布置截水溝，并進(jìn)行裂縫封填。修整后的邊坡，采取CF網(wǎng)植草防護(hù)。2號(hào)滑體采用預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨桿進(jìn)行邊坡錨固，框架內(nèi)采用植草防護(hù)(設(shè)計(jì)方案見圖2)。

采用上述方案的主要理由有：

1)雙排抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁的組合模式，具有較強(qiáng)的技術(shù)先進(jìn)性，不僅有效的加固已滑滑坡，同時(shí)減少了土石方開挖工作量，占用土地較少，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)較小。

2)該方案為較常見的邊坡加固措施，總造價(jià)較為合理，顯示了一定的經(jīng)濟(jì)性。

3)能夠起到美化公路周邊環(huán)境的作用，充分體現(xiàn)了旅游公路風(fēng)景宜人的特點(diǎn)，符合該旅游公路“安全順暢、節(jié)約資源、風(fēng)景宜人、綠色環(huán)保”的理念。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)萬寧石梅灣至大花角旅游公路K6+402～K6+502處邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算及加固方案的研究，可得到以下結(jié)論：

1)在分析了邊坡失穩(wěn)過程及開挖時(shí)已發(fā)生的滑坡體現(xiàn)狀的前提下，采用傳統(tǒng)的條分法，對(duì)自然狀況和連續(xù)降雨及暴雨?duì)顩r下的邊坡穩(wěn)定系數(shù)和下滑力的計(jì)算得出邊坡不穩(wěn)、需要進(jìn)行加固處治的結(jié)論。

2)雙排抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁的組合具有一定的創(chuàng)新性，同時(shí)具備垂直綠化、生態(tài)防護(hù)的特點(diǎn)，安全可靠性較高。

[1] GB 50021—2012，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[2] GB 50330—2013，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JTG D30—2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] 朱 超.某高速公路滑坡穩(wěn)定性分析與治理設(shè)計(jì)[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