粵西山區某高速邊坡穩定性分析及處治方案動態設計

成 聘

廣東省云浮市羅定市金雞鎮 廣東 廣州 510000

隨著我國國民經濟快速發展及基礎建設大量推進，山區高速公路出現前所未有的建設高潮，由此引起了大量高邊坡工程。高邊坡工程作用與地位日益突出，其穩定性分析與治理方案確定往往成為工程成敗關鍵所在。因此對高邊坡正確認識、合理設計、正確處治成為了巖土工程界技術人員必須充分考慮的問題。

1、邊坡概況

粵西山區某高速公路K119+780～K119+872左側路塹邊坡原設計為四級邊坡，最大坡高為45.45m，其中第一級邊坡坡高10m，邊坡坡面垂直，采用預應力錨索抗滑樁加固；第二級邊坡坡高10m，坡率為1：1.0，采用預應力錨索框架植草加固防護；第三級邊坡坡高10m，坡率為1：1.25，采用錨桿格梁植草加固防護；第四級坡最大坡高15.45m，坡率為1：1.25，采用人字形骨架植草防護。

施工過程中，施工單位考慮到邊坡塹頂自然山坡往上延伸，根據現場地形在原設計邊坡上部基本按照坡率1：1.5，分別設置4～6m寬平臺進行卸載，最終形成七級邊坡。

2、工程地質條件

K119+780～K119+872左側路塹邊坡場區地處剝蝕丘陵地貌，地形起伏較大，場區地面標高約為151～227.6m，自然山坡坡度最大約為25～30°。山體植被發育，主要為各種灌木、蕨類等植物。邊坡地表徑流不發育，主要為雨季集中降雨匯集水。地下水類型主要為孔隙水及基巖裂隙水，受大氣降水補給。根據地質勘察資料，邊坡巖土層由第四系坡殘積粉質粘土及印支期花崗巖及其風化物組成。

邊坡開挖揭露其主體為粉質黏土、砂質黏性土及全～強風化花崗巖，黃褐色夾灰褐色。砂土狀強風化花崗巖頂面位于三級坡頂一線，碎塊強風化花崗巖頂面位于二級邊坡中下部一線，目前開挖揭露僅在二級邊坡大樁號端出露有碎塊狀強風化花崗巖。現場量測到主要節理產狀信息有：5～10°∠55～70°、200～225°∠58～85°、270°∠52°、290`305°∠75～80°、317～322°∠50～55°、317°∠32°。現場調查時坡面稍濕，未見地下水明顯出露。邊坡坡向為317°。

3、邊坡穩定性分析

3.1 邊坡穩定性定性分析

本邊坡主體為花崗巖殘積粉質粘土、砂質黏性土及全～強風化花崗巖，目前揭露的強風化花崗巖多呈砂土狀。其中粉質粘土、砂質黏性土、全風化花崗巖強度相對較低，受表水沖刷與滲透作用極易軟化。碎塊狀強風化花崗巖巖體破碎，節理裂隙發育。由邊坡坡面與巖層結構面關系赤平投影圖可知，邊坡存在傾向線路臨空面的順傾節理面組合及順傾節理，同時邊坡存在傾向線路臨空面的風化界線。且邊坡從山體中上部切坡通過，在施工過程中，若邊坡開挖后若防護不及時或不到位易受卸荷松弛及地表水下滲等不利因素的影響，誘發邊坡沿著上述傾向線路臨空面的不利結構面、風化界線或其他潛在不利構面發生滑塌破壞。

3.2 邊坡穩定性定量分析

為了分析計算K119+780～K119+872 左側路塹邊坡的穩定性，可以選取中間坡體的K119＋820邊坡主軸斷面作為計算斷面。基于該邊坡的坡體結構條件，結合其穩定現狀及其發展趨勢，該主斷面的滑動面具有多層和多級的特點。其最大的可能的滑動面前緣剪出口位于一級坡腳一線，滑體潛在后緣分別位于五級平臺及塹頂線后緣一帶，由此可以組成2個可能的分析計算滑動面。

邊坡穩定性計算采用當前國內外廣泛應用的邊坡工程專業軟件Geo-Slope之Slope/W軟件包進行穩定性計算，具體選用較為嚴格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法。

巖土力學指標是在邊坡治理工程實施前各可能滑面的變形活動特點及相應穩定程度的基礎上，結合相關試驗與經驗參數而綜合確定的，各巖土層在正常工況下力學指標詳見表1。

表1 巖土體力學參數一覽表

在上述巖土力學參數確定的基礎上，利用Morgensten&Price法計算該邊坡當前各可能滑體與滑面的穩定系數，計算結果顯示：K119+780～K119+872 左側路塹邊坡在正常工況下沿一級坡腳剪出滑動穩定系數Fs為1.009，邊坡處于臨界穩定狀態，需采取措施進行加固處治。

4、處治工程方案設計

考慮到邊坡開挖后揭露地質情況好于地質資料，加上邊坡塹頂已進行分級卸載，為此充分利用K119+780～K119+872 左側路塹邊坡現有坡形坡率采用錨固工程進行強加固，其中一級邊坡采用錨桿格梁加固，二～三及五級邊坡采用錨索框架加固，錨索錨固段嵌入強風化花崗巖地層或者中風化花崗巖地層；同時在各級邊坡坡腳增設仰斜排水孔疏排地下水，當地下水豐富時可酌情加密布設排水孔。

采用上述措施處治后，利用Morgensten&Price法計算該邊坡當前各可能滑體與滑面的穩定系數，計算結果顯示：K119+780～K119+872 左側路塹邊坡采用上述處治方案治理在正常工況下沿一級坡腳剪出滑動穩定系數Fs為1.214，滿足規范要求，同時該方案能最大限度降低抗滑樁開挖施工風險。

5、結論

（1）應根據邊坡開挖揭露的工程地質條件，及時開展邊坡動態設計，合理調整邊坡處治措施，做到安全可靠，經濟合理。

（2）采用錨索（桿）格梁等錨固工程可以有效治理高邊坡工程，提高邊坡整體穩定性。