漳州市角江北路市政道路深路塹邊坡設計

楊瓊

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

漳州市角江北路市政道路深路塹邊坡設計

楊瓊

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

隨著我國城市的快速發展，市政道路建設發展的速度也在進一步提升，而市政道路在路網規劃中無法完全規避現狀山體，河道等自然地形，那么道路建設中的邊坡安全性和穩定性就更不容忽視。以漳州市角美特殊鋼深加工產業園區角江北路（角江路延伸路）道路A段工程K3+640～K3+980路塹邊坡工程專項設計為例，對市政道路中邊坡安全性、穩定性進行探討。

市政道路；深路塹邊坡；邊坡防護

1 工程概況

漳州市角美特殊鋼深加工產業園區位于角美鎮的西部，距漳州主城區約16 km。東臨廈門市。園區東靠沈海高速，南至規劃改造的324國道，西臨角美貨運站，北接新規劃324國道，鷹廈鐵路貫穿其中，見圖1。

圖1 角江北路場地地形總體圖

吳宅片區位于臺商投資區西部，現狀G324國道以北，G15沈海高速公路以東。

角江北路東西向連接上述兩片區。規劃路線在K3+640～K3+980穿越現狀山包。根據規劃，該處山包予以保留。現狀山體頂部高度約43.7 m，角江北路本段路面設計高度 11.3～12.2 m。

根據福建省住房和城鄉建設廳閩建建[2013] 29號《關于進一步加強建筑邊坡工程質量安全管理的通知》要求，對于高度超過8 m，或雖未超過8 m但地質條件和周邊環境復雜的建筑邊坡工程設計，應由專家組進行專項論證。

2 現狀調查及相關規劃情況

《吳宅片區控制性詳細規劃》確定了本段角江北路走向。根據吳宅片區控規，角江北路以北部分自然山體規劃保留；角江北路以南為規劃工業用地，需按照工業用地標準進行平整。

由于工業用地對坡度要求較高，在場地設計時滿足坡度0.3%的要求，因此角江北路以南的部分山體（約0.85 hm2）經建設單位與規劃部門確認，結合南側工業用地平整同步挖除，不實施邊坡防護工程，見圖2。

圖2 吳宅片區豎向挖填方規劃

角江北路以北山體按控規規劃為局部保留。現狀山體呈圓錐形，局部邊坡高度較大，見圖3。經測算，最高處接近30 m。在南側山體挖除后，路基北側形成的邊坡需進行相應防護。

圖3 現狀山體形態

3 道路總體設計

結合角美鎮總體規劃及臺商投資區道路交通專項規劃，本次擬建角江北路（角江路延伸路）等級為城市主干路，規劃紅線為40 m,設計行車速度50 km/h。

（1）道路平面設計

研究路塹邊坡位于K3+640～K3+980段道路北側和K3+720～K3+980段道路南側。路塹段平面線性為直線和機動車道左右線緩和曲線段，緩和曲線長85 m，見圖4。

圖4 路塹段道路平面設計圖

（2）道路縱斷面設計

本段道路縱斷面設計標高結合地塊豎向規劃及管線布置要求，設計較平緩。總體設計西高東低，縱坡度0.3%。

4 邊坡工程相關建議

根據擬建道路工程設計方案及所處地段的工程地質條件，勘察對擬建道路邊坡工程分析建議如下：

（1）概況

擬建邊坡位于K3+725～K3+965處，現狀為海拔高度43.74 m的小山體，山體坡度為15°～25°，植被發育，表層為坡殘積土、下伏為花崗巖風化層，山體現狀未見有滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象，擬建段道路設計地坪標高10.82～11.38 m，山體現狀標高為14.56～39.63 m，擬建邊坡坡高3.68～30.29 m，坡長約240 m，坡頂設置一條截水溝，坡腳設置一條排水溝，坡上植被發育良好，多為樹林。該邊坡為永久性邊坡，邊坡安全性等級為一級，邊坡支護措施擬采用“放坡+錨桿（索）支護”。

（2）場地巖土體分析與評價

擬建邊坡巖土體由粉質黏土④、殘積砂質黏性土⑤、全風化花崗巖⑥、砂土狀強風化花崗巖⑦和中風化花崗巖⑨組成。上述土層工程性能一般-好，承載力均能滿足設計要求，可選作為擋土墻的基礎持力層。

邊坡原始地貌屬殘丘剝蝕臺地，受古地理環境和后期人為作用的影響，各巖土層埋深、厚度、力學性能在水平及垂向上均有變化。根據鉆探揭露情況、原位測試及土工試驗結果分析，現將各巖土層地基均勻性評價分述如下：

粉質粘土④分布較均勻，標貫擊數離散不大，均勻性一般；殘積砂質黏性土⑤局部分布，標貫擊數離散不大，均勻性一般；全風化花崗巖⑥，埋深及厚度變化不大，水平方向均勻性一般，垂直方向均勻性較差（隨深度增加強度升高）；砂土狀強風化花崗巖⑦埋深及厚度變化較小，水平方向均勻性差，垂直方向均勻性較差（隨深度增加強度升高）；中風化花崗巖⑧分布范圍廣，埋深及厚度變化不大，水平方向均勻性較好。綜上所述，本邊坡地基均勻性一般。

（3）邊坡穩定性影響因素

邊坡坡體土層主要有坡、殘積土及花崗巖風化層，在暴雨侵蝕作用下，雨水大量滲入坡體，增加了土體的容重，增大了下滑力，同時改變了土體的力學強度，降低了土體抗滑力，易使上部土體與下部巖體間形成軟化滑動面，誘發邊坡滑塌產生，綜合評價邊坡的整體穩定性偏差；邊坡將來可能的破壞類型主要為滑坡、坍塌等，應及時進行防護處理。

（4）邊坡破壞形式

根據本邊坡的地質特征，邊坡可能潛在的折形滑動面主要為坡積土風化差異界面或原殘余裂隙面，土質邊坡破壞面形式一般為圓孤形破壞，巖質邊坡破壞面形式一般為崩塌。

（5）邊坡穩定性分析評價

擬建邊坡現狀山體形態正常，植被發育茂盛，未見古滑坡形態特征，天然邊坡穩定性一般，邊坡開挖范圍內主要為粉質黏土④、殘積砂質黏性土⑤、全風化花崗巖⑥、砂土狀強風化花崗巖⑦和中風化花崗巖⑨層，邊坡側壁整體穩定性偏差，擬建邊坡最大開挖深度約30.29 m，根據《建筑邊坡工程技術規范》[1]表3.2.1、表4.1.8，該邊坡的工程安全等級為一級。

（6）邊坡支護方案建議

擬建邊坡坡頂現狀地面標高為14.56～39.63 m，結合邊坡坡腳設計地坪標高10.82～11.38 m，邊坡高度3.68～30.29 m，根據現場鉆探地質情況，邊坡開挖范圍內土主要為粉質黏土、殘積砂質黏性土、全、強風化花崗巖和中風化花崗巖，可采用放坡開挖，由于邊坡開挖深度大，建議采用分級放坡，每級坡高不超過8.0 m，坡率建議取值：土坡1：1.00～1.50、強風化 1：0.75～1.00，中風化 1：0.75～0.50。坡面采用框構加植被、砌石或錨噴防護。邊坡支護建議采用以下幾種措施進行防護處理。

a.錨噴掛網支護[2]

坡體中采用錨噴方法進行加固，錨固段應穿過潛在滑動面進入穩定地層，與巖土體共同作用形成復合體，彌補土體強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分發揮,保證邊坡的穩定.坡面設置鋼筋網噴射混凝土，起到約束坡面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。

b.錨桿式擋墻支護

該法適用于土坡不大于15 m或巖坡不大于30 m的邊坡；其中對于高度較大、穩定性較差的土質邊坡，建議采用排樁式錨桿擋墻支護；對在施工期穩定性較好的邊坡，建議采用板肋式或格構式錨桿擋墻；施工方法建議采用逆作法。

（7）排水和坡面圍護措施

水是邊坡發生失穩的關鍵因素，必須減少雨季地表水滲入坡體，除做好支護結構地下排水設施外，可增加坡上地表排水設施：在邊坡表面設有泄水孔，坡頂設置截水溝，邊坡坡腳設置排水溝，在上下兩級坡坡體處各設置兩道廣式排水軟管，組成一個排水系統，與坡腳主體建筑排水系統相連接，進行有組織排水。

5 邊坡設計

5.1 設計工況

設計工況見表1。

表1 設計工況表

5.2 邊坡穩定性驗算

滑裂面形狀:圓弧滑動法；圓弧穩定分析方法：簡化Bishop法。

經驗算，5處典型斷面在設計坡率條件下，均滿足三種工況條件下的穩定安全系數要求，見表2。

表2 邊坡穩定性驗算

5.3 總體布置

對于路塹邊坡，開挖后邊坡自身處于穩定狀態。但是坡面在外界因素的作用下，如剝落、風化、雨水沖刷等會產生坡面變形，其破壞深度一般為坡體表面1～2 m，同時，由于局部掩體可能存在節理裂隙，開挖后將可能產生卸荷裂隙，受雨水沖刷易軟化，有可能發生崩塌、掉塊等情況，結合坡面綠化，采用一定的淺層護坡，采用如錨桿混凝土框架植物防護、漿砌片石等護面措施。

根據計算結果及地層巖性特點，對本工程路塹北側邊坡布置如下：

（1）土質及巖質強風化巖層范圍邊坡坡率采用1:1，中風化花崗巖巖層范圍坡率采用1:0.75；

（2）邊坡分級布置，每級高度不超過8 m，最后一級不大于10 m情況下，采用一坡到頂。各級邊坡之間設置2 m寬平臺；

（3）最下一級邊坡及K3+820～K3+840第二級采用漿砌片石護面墻進行表層防護；

（4）除K3+820～K3+840外，其余路段第二級及以上各級采用錨桿混凝土框架植物防護，框架內采用掛三維網植草防護，見圖5。

圖5 路塹北側邊坡布置圖

5.4 具體防護類型

（1）漿砌片石護面墻

漿砌片石護面墻用于第一級及 K3+820～K3+840第二級路塹邊坡。砌筑所用石料強度等級MU30，砌筑砂漿強度等級M7.5。沿墻身長度每隔20～25 m設置一道伸縮（沉降）縫，縫寬2 cm，用瀝青麻絮沿內、外、頂填塞，深入15～20 cm。沿護面墻墻身長度、高度每隔2～3 m設置一處泄水孔，上下交錯布置。泄水孔采用5 cmPVC管，貫穿墻體，并以土工布扎口。

護面墻外墻面坡率為1:0.75～1:1，頂寬50 cm，底寬100 cm，見圖6。

（2）錨桿混凝土格構植物防護

除K3+820～K3+840外，其余路段第二級及以上各級采用錨桿混凝土格構植物防護。

先將坡面修理平整后，再進行框架錨桿作業。框架錨桿作業先施工錨桿，再施工框架格梁。錨桿施工后，先施工框架豎梁，并于接點處預留橫梁鋼筋，豎梁形成后，再開挖橫梁槽，施工橫梁。

框架格梁為現澆25混凝土，橫梁每12～15 m設一道伸縮縫，縫寬2 cm，以瀝青麻絮填塞。框架豎梁延伸至坡頂及坡腳平臺，橫梁延伸至挖方區邊界，延伸長度大于2.6 m時，梁上增設橫梁和錨桿，見圖7。

圖7 框架格梁正、剖面圖（單位：cm）

6 路塹排水

（1）坡體表面的排水設計

在路塹塹頂設置截水溝，攔截地表徑流，避免坡外的水沿邊坡流下，對邊坡坡面形成沖刷。坡頂截水溝距坡口5 m。溝底縱坡最小0.3%。截水溝為梯形。

在坡段平臺上設置平臺截水溝，以減少坡面的沖刷。溝底縱坡不小于0.3%。

在坡腳設置排水溝，避免邊坡水沖刷路基。路肩排水溝為矩形。

錨桿混凝土框架內，采用掛三維網植草措施減少雨水對坡面的沖刷。

（2）坡體深層的排水設計

在漿砌片石護面墻邊坡設置斜孔排水。排水孔采用直徑5 cm PVC管，外傾坡度為4%，水平、豎直方向間距為3 m，采用梅花形布置，貫穿墻體并以土工布扎口。

（3）泄水槽

由于邊坡較長，為方便管理和養護，及時排出平臺截水溝積水，坡面每隔80～100 m設一道泄水槽（兼檢修人行梯道）。

7 邊坡施工和監測

本工程邊坡為永久性邊坡，邊坡安全性等級為一級。應選擇類似工程經驗豐富的施工單位采用信息施工法施工。

本工程路塹邊坡采用施工監測、信息化動態設計方法。施工中應該加強邊坡的監測，必要時進行施工安全預報，確保施工安全。

8 結語

市政道路是城市的重要組成部分，邊坡是否穩固對行車及行人安全尤為重要，因此，道路邊坡段穩定性計算和監測，是確保高邊坡路段道路運營質量的重要因素。對城市的建設與經濟發展都有深遠的意義。按相關規范要求及設計經驗對市政道路邊坡進行合理安全的設計，保證市政道路線形良好，在緩解交通壓力，美化城市環境讀同時，為城市居民提供一個美好的生活環境。

[1]GB50330-2013,建筑邊坡工程技術規范[S].

[2]劉志強.錨噴支護技術在山區公路邊坡防護中的應用[J].公路交通科技:應用技術版,2006(2):258.

U416.1+4

A

1009-7716（2017）03-0067-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.03.020

2016-12-19

楊瓊（1989-），女，福建泉州人，助理工程師，從事道路設計工作。