高填方順層陡坡路堤防護支擋設計研究

劉宏力，袁 奇，廖 俊

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

高填方順層陡坡路堤防護支擋設計研究

劉宏力，袁 奇，廖 俊

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

由于橫坡較陡，高填方順層陡坡路堤常常存在滑塌變形的風險。為設計S304省道K7+500～K7+580左側高填方順層陡坡路堤的防護支擋方案，以該段填方路堤的工程地質條件為背景，以剩余下滑力穩定性分析計算為手段進行分析。以剩余下滑力作為比選參數，確定樁板墻作為該段高填方順層陡坡路堤的防護支擋方案。

順層邊坡；高填方；陡橫坡；剩余下滑力；樁板墻

1 工程概況

S304省道位于云貴高原向四川盆地過渡地帶，起點位于桐梓縣花秋鎮，終點位于桐梓河畔的圓滿罐鄉，地貌高程落差達到669.5 m。區域年平均降雨量1 038.8 mm，主要集中于夏秋兩季，與之相應，夏秋兩季區域內地層極為富水。

K7+500～K7+580左側高填方順層陡坡路段位于桐梓縣花秋鎮，路線起訖樁號為K7+500～K7+580，全長80 m，中心最大填高13.39 m，最大邊坡高度為45.30 m。地層由新到老分別為灰褐色第四系(Qel+dl)粉質粘土及殘坡積碎石土，下伏基巖為奧陶系下統湄潭組(O1m)泥巖、頁巖。巖層產狀為130°∠20°。路線走向為233°，因此該路段為典型的高填方順層陡坡路堤，K7+560為該段路堤典型工程地質剖面，見圖1。

圖1 工程地質剖面示意圖

2 剩余下滑力計算

2.1 比選方案

由于該路段為典型的高填方順層陡坡路堤：填方高、橫坡陡、基巖為順層。夏秋兩季地下水豐富之時，順層坡的土體力學參數會急速降低。當填方逐漸壓實之后，強風化的泥巖孔隙比降低，層間滲流減弱，地下水將會沿基巖頂面向下滲流，在滲流壓力及巖土體力學參數減弱的共同作用下，邊坡存在滑塌的危險。選取K7+560剖面為計算剖面，對以往貴州高速公路順層邊坡防護支擋方案的設計總結，備選方案擬選為樁板墻及護腳墻，考慮到抗滑樁懸臂不宜過高，因此將抗滑樁置于第四級平臺，見圖2。

圖2 比選方案剖面示意圖

2.2 計算參數

剩余下滑力計算采用《公路路基設計規范》推薦的傳遞系數法，不考慮滑塊間變形、不考慮滑塊鍵拉張，剩余下滑力穩定性計算的基本參數見表1。

表1 剩余下滑力計算基本參數

根據勘察報告，填方路堤邊坡由上到下分別為填料、松散坡積土、強風化巖體及中風化巖體。根據現場實地調查結合試驗，順層坡基巖頂面的巖土體受地下水的作用軟化后力學參數急速降低，因而將潛在滑動面全部按照滑帶土取值。土性參數見表2。

表2 土性參數選取

2.3 潛在滑動面分析

根據野外地質調查，結合已有的高填方破壞案例，應用簡化Bishop法搜索潛在最危險滑動面，兩種防護支擋在考慮路基填土性質及動載荷的作用下，潛在滑動面如圖3所示。圖3中潛在滑動面1和潛在滑動面2分別為樁板墻和護腳墻的潛在滑動面。

圖3 兩種備選方案潛在滑動面

圖4 兩種支擋方案剩余下滑力曲線

2.4 剩余下滑力曲線

根據所得潛在滑動面，計算兩種防護支擋方案的剩余下滑力。根據剩余下滑力計算結果，繪制出兩種支擋防護潛在滑動面的剩余下滑力曲線，見圖4。

3 防護支擋方案

根據圖4所得兩種支擋方案剩余下滑力曲線，在前20 m，兩者防護方案的剩余下滑力差別不大，但20 m之后護腳墻方案下滑力明顯大于樁板墻方案，分析認為這是由于二者的剪出口高差不同造成剩余下滑力差別顯著，由于橫坡較陡，護腳墻的潛在滑動面剪出口的高差更大。護腳墻的剩余下滑力最大達到1 708 kN/m，樁板墻方案剩余下滑力最大達到1 478.02 kN/m，從剩余下滑力曲線對比可以看出，樁板墻支擋方案的剩余下滑力較小。此外，結合以往工程經驗，相較于護腳墻，抗滑樁的抗力效果更好，抗滑樁能在較大的滑坡推力下依然能使邊坡保持穩定不滑塌。因此，結合以上三方面分析，選擇樁板墻作為本段高填方順層陡坡路堤的防護支擋方案。

4 結 論

為設計S304省道K7+500～K7+580高填方順層陡坡路堤的防護支擋。本文依據該段填方路堤的工程地質條件，以剩余下滑力曲線作為對比分析，最終確定樁板墻作為該段高填方陡坡順層路堤的防護支擋方案。

[1] 袁奇,龍維,劉品,等.下里哈軟巖路基順層邊坡防護支擋對策研究[J].公路交通技術,2016,(3):19-22.

[2] 劉玉梅,楊振凱.飽水巖體邊坡抗滑穩定系數計算[J].巖土力學,2003,24(S):329-331.

[3] 許強,范宣梅,李園,等.板梁狀滑坡形成條件、成因機制與防治措施[J].巖石力學與工程學報,2010,(2):242-250.

Adissertationonresearchonprotectivesupportingandretainingdesigningofhighembankmentwithsteepbeddingslope

LIU Hong-li, YUAN Qi, LIAO Jun

(Guizhou Transportation Planning and Design Academe Co., Ltd., Guiyang,Guizhou 550081, China)

Many high embankment with steep bedding slopes take the risk of sliding deformation because of the cross slope is very steep. To design the protective supporting and retaining of the K7+500～K7+580 high embankment with steep bedding slope in S304 provincial highway, the engineering geology is taken as the background and the residual stability analysis is taken as the basic. The protective supporting and retaining designing of pill walls have been designed based on the different residual force curves.

bedding slope; high embankment; steep slope; residual slip force; pile walls

2017-06-27

劉宏力(1979-)，男，貴州貴陽人，高級工程師，主要從事高速公路巖土工程設計工作。

U417.1

A

1008-3383(2017)10-0012-02