不良地質市政道路高邊坡施工技術應用研究

陳碧芳

（廈門市大方舟建設有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

不良地質市政道路高邊坡施工中，很有可能因為各種原因，導致邊坡失穩或破壞，從而影響道路施工質量，因此，在高邊坡施工時，應注意道路施工變形，防止因施工問題影響整條道路運行。下面筆者將以三明市城市綠道建設工程為例，通過分析該工程建設情況，把握不良地質市政道路的高邊坡施工技術，為山區城市的高邊坡施工提供借鑒。

1 工程概況

三明市區城市綠道建設工程的地貌單元處于低山區山坡地帶，周邊均無重要建筑物。第一標段位于三明市梅列區內。北起宏宇花園，經過翡翠城后山，南到軍分區后山谷。該地地貌單元處于低山區山坡地帶，周邊均無重要建筑物。該地上部地層主要有含少量角礫粉質粘土和坡積碎石，下伏基巖為侏羅紀長林組砂巖。經勘探測得，根據該地區氣候條件分析，該地區秋冬季節適合道路建設，市政道路施工應選在秋冬季節，此時降水量較少，可以有效防止降水問題引起的不必要的損害。根據國標《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)及閩建設[2003]10 號文，梅列區抗震設防烈度為6 度，設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，設計特征周期為0.35s，抗震設防類別為標準設防類別，即丙類。

2 含水率與高邊坡強度參數的關系

梅列區地處閩中山區，位于戴云山脈與武夷山脈間匯水區，屬亞熱帶季風氣候，溫和濕潤，雨量充沛，相對濕度78%，年平均降雨量1821.47mm 左右，2-6月為雨季，降雨量占全年的47%以上，11 月至翌年2 月為枯季，7、8 月份常見暴雨。從該地區的降水特點可以看出，在對高邊坡進行開挖時，需考慮經過降雨期的邊坡，雨水滲入邊坡巖層后，會使邊坡土質發生變化，從而影響邊坡的穩定性，對含水率與邊坡強度參數關系式可以從邊坡巖土體力學角度思考，具體如下：

式中 c，j ——土體強度參數

從式中可得，粘聚力和內摩擦角是影響土體抗剪強度的主要參數，隨著降水量的不斷增多，土體抗剪強度就會降低，后又有許多學者針對該理論進行了分析驗證，經過一系列實驗得出新的理論分析，提出非飽和土強度理論，具體公式如下：

式中ua——土體中的孔隙壓力，單位為kPa；

通過對該地區市政道路高邊坡的建設施工，研究了邊坡巖土體力學性質與含水率之間的關系，通過對本工程建設的現場取樣，進行了壓縮實驗與直剪試驗，得出了如下數據，具體情況如下圖所示。

圖6 壓縮系數與含水率關系圖

圖7 壓縮模量與含水率的關系曲線

圖8 粘聚力與含水率的關系曲線

圖9 內摩擦角與含水率的關系曲線

由上圖可知，該實驗邊坡土質的天然含水率在10%~14%，降雨之后的含水率在18%-30%之間，且從圖1、圖2 中看出壓縮模量隨降水率的增大而降低，從圖3、圖4 中得出粘聚力隨著含水率的增加而降低，由此說明，降水率與高邊坡土體的強度參數息息相關，降水量越大，高邊坡土體強度越小。

3 高邊坡加固施工技術

3.1 邊坡開挖

邊坡開挖應遵循逆施工法原則，及時運走土方，開挖過程中注意保持邊坡的穩定性及坡率，對于巖體破碎的地段宜采用隔斷開挖的方式。

該項目全部采用機械化施工,挖掘機、裝載機、推土機、自卸汽車聯合作業。對于較短的路塹采用橫挖方法，對于較長的路塹采用縱挖法，對于設計擬定的路基排水系統，要隨挖隨施工，保證雨季不積水，并及時安排邊溝、邊坡的修整和防護，路塹達到設計標高后，用平地機整平,刮出路床,并預留壓實量,最后用壓路機壓實。

用壓路機壓實后，根據該地區地下水位情況，以及該地區地下巖層狀況，不斷完善該地排水系統，采用滲溝排水方式，將妨礙工程建設的地下水進行有序排放。

邊坡開挖結束后，相關部門要對邊坡設計的尺寸、坡度、平整度等進行驗收，對不符合規范要求的應及時進行修正處理，最終必須達到規范要求。

3.2 錨桿施工

錨桿擋墻對高邊坡穩定性具有一定意義，不同邊坡土質穩定性對錨桿擋墻支護有不同的要求，對于不需要邊坡控制的錨桿擋墻，其側向巖土壓力有固定的計算方法，具體如下：

表1 錨桿擋墻側向巖土壓力修正系數β2

對于高邊坡以堅硬的黏土和密實的沙土為主要成分的，應當采用逆作法施工，根據上述公式，可以求得側向巖土壓力水平分力的標準值，再根據錨桿的荷載能力對錨桿進行設計。施工過程中應注意對錨桿的布置，須按照施工要求進行布置，盡量與邊坡保持垂直走向，盡量與結構面的傾角保持為最大。

3.3 加筋擋土墻

加筋擋土墻在建筑工程起著加固地基的作用，當高邊坡原地面較陡時，采用漿砌擋土墻、護肩、護腳等進行處理。本部分內容主要介紹加筋擋土墻加固方式。圖5 為加筋擋土墻結構示意圖。

圖10 加筋擋土墻結構示意圖

本工程路段內填土高度>=2 米或急彎危險地段，均應設置安全護欄。本工程有挖方余方外運，經業主聯系確定棄土場，土方運距約20 公里，棄土場邊坡考慮植草、平整、排水溝等防護措施，要求分層堆棄壓實，壓實度>85%。施工須嚴格按照相關規定，有序施工，對開挖邊坡一定符合相關規定，不得隨意開挖，施工工具不得隨意擺放，應擺放有秩序。盡量保持場地清潔。

3.4 抗滑樁

抗滑樁在這一施工過程中必不可少，主要作用是保持底層穩定性，保證施工質量。其作為一種結構物，受力基本原理主要采用的是地基系數法，就抗滑樁而言，由于樁受力變位，對地基土產生一定的作用力，進而引起該點的壓縮變形，壓縮變形越大，力就越大，反之力就越小，具體公式如下：

Xy——y點地基的壓縮變形量；

K——地基系數或稱地基抗力系數，

根據抗滑樁的結構原理，了解到抗滑樁是深入地下的一種結構物，而地基下的含水量、巖層性質等不是一成不變的，因此會影響地基的系數，使地基的系數難以確定。

本工程邊坡高度較高，地質條件較為復雜，若施工不當很容易導致施工質量問題，影響人們出行安全，對道路建設帶來極為不利的影響，采用的支護方式也多種多樣，因此，為保證工程質量，保證邊坡穩定性，不僅需要運用正確、合理的施工方法，還需在施工過程中加強管理，做好施工后的維護工作，在施工結束后，相關監理單位應對施工結果進行勘探，保證施工質量。

4 結語

綜上所述，不良地質市政道路高邊坡工程是市政道路建設中的重點工程，同時也是難點工程，其建設的質量的高低關系著市政經濟發展的好壞，因此，在高邊坡施工中應嚴格按照規范標準進行施工作業，嚴格確保工程質量，為工程真正投入建設和實現效益最大化奠定基礎，達到安全適用、造福社會的目的。