龍巖城區至高新園區城際快速通道三期K19+020.767～K19+450.432段高邊坡防護設計分析

林鋒旺

（龍巖交通建設集團有限公司，福建龍巖364000）

0 引言

隨著經濟的持續發展，國家對公路的建設越來越重視，各地的公路交通路網也不斷完善。但由于我國的地形非常復雜，每個地方的地形差異較大，從而決定了防護方式各式各樣。邊坡防護一直以來都是公路中讓人較為頭痛的問題，特別是山區公路的高邊坡處理，因此，選用哪種防護方式，保證高邊坡防護方案設計的合理性、經濟性特別重要。

1 工程地質條件

龍巖城區至高新園區城際快速通道三期K19+020.767～K19+450.432 段高邊坡主要為剝蝕丘陵地貌，局部為沖洪積溝谷地貌，未見有不良地質作用。

2 現場情況及穩定性分析

K19+020.767～K19+450.432 左側邊坡最高約38m，為土質邊坡，見圖1，邊坡風化層較厚，自然邊坡坡面現沖刷溝槽，上覆坡積含角礫粉質黏土3～5m，粉砂巖殘積黏性土分布厚度大約13～20m，下覆砂土狀～碎塊狀閃長巖，其中部分段落分布有閃長巖殘積黏性土，為高液限土。由于邊坡巖土性質較差，邊坡開挖后穩定性較差，根據穩定性計算結果如圖2所示（經計算，K19+020.767～K19+450.432 左側邊坡開挖后加固前整體穩定性小于1.20，不滿足規范要求），為保證邊坡穩定，需要進行必要的加固處理[1]。

圖1 邊坡現場實景

圖2 K19+226.290 斷面加固前（穩定性計算）

3 擬定設計方案

K19+020.767～K19+450.432 左側邊坡最高五級，各級邊坡設計坡率及防護加固工程措施為：

第一級1∶1.0～1∶1.25，采用擋墻支擋；

第二級1∶1.0～1∶1.5，采用預應力錨索框架加固；

第三級1∶1.25～1∶1.5，采用預應力錨索框架加固；

第四級1∶1.5，采用拱形骨架植噴草（植喬）防護；

第五級1∶1.5，采用拱形骨架植噴草（植喬）防護。

4 高邊坡計算

根據《公路路基設計規范》(JTG D30—2015)，邊坡穩定系數指標（見表1）

表1 邊坡穩定安全系數指標

4.1 擋墻計算

經計算各組合最不利結果：

4.1.1 滑移的驗算過程

假設安全系數為最低，此時設定抗滑力、滑移力參數分別為148.991、47.362，單位為kN。可以確定為：Kc=3.146＞1.300。

同樣的安全系數，分別擬定滑移的抗滑力系數、滑移力系數為148.708、76.778，單位為kN。確定地基的土層水平向滑移力計算參數結果為：Kc2=1.937＞1.300[2]。

4.1.2 傾覆的驗算過程

仍舊擬定此次驗算中的安全系數為一般概況，此時的抗傾覆力矩參數（kN·m）、傾覆力矩（kN·m）分別為705.690、158.76。通過驗算計算結果可以得到KO=4.445＞1.500 的結果。

4.1.3 地基驗算

此次對工程中地基驗算條件按最不利組合1（為一般情況），驗算結果基底合力偏心距，地基墻趾、墻踵處、地基平均承載力均滿足相關要求。

4.1.4 對墻底截面、臺頂截面強度進行驗算

此次對工程中墻底截面、臺頂截面強度驗算條件按最不利組合1（為一般情況），驗算結果均滿足強度的要求。

4.2 框架梁計算

4.2.1 該項目8m 高預應力錨索橫梁上部縱筋配筋面積為1256(mm2)，下部縱筋配筋面積1256(mm2)，均滿足計算結果配筋要求。

4.2.2 該項目8m 高坡率1∶1.0、1∶1.25，預應力錨索豎梁上部縱筋配筋面積為1017.36(mm2)，下部縱筋配筋面積為1884（mm2)，均滿足計算結果配筋要求[3]。

4.3 穩定性計算結果（表2）

表2 K19+020.767～K19+450.432 左側邊坡

加固后正常工況下邊坡安全系數均滿足規范要求大于等于1.20 的要求，非正常工況下安全系數均滿足規范要求大于等于1.10 的要求（見圖3）。

圖3 K19+226.290 斷面加固后

因此，邊坡加固后穩定性系數滿足規范要求，該技術方案可行。

5 確定設計方案

其一，根據地質報告，K19+180 樁號坡頂附近存在有較多中風化塊石，應先對該處塊石進行清除；第一級1∶1.0～1∶1.25，采用4m 高C20 片混凝土擋墻支擋；第二級1∶1.0～1∶1.5，采用8m 高4 孔4 束預應力錨索框架加固；第三級1∶1.25～1∶1.5，采用8m 高4孔4 束預應力錨索框架加固（見圖4），第四級1∶1.5，采用拱形骨架植噴草（植喬）防護，第五級1∶1.5，采用拱形骨架植噴草（植喬）防護。

圖4 K19+020.767～K19+450.432 左側邊坡（K19+226.290 斷面設計圖）

其二，第二階、第三階邊坡預應力錨索框架中錨索鉆孔孔徑?130mm，4 束鋼絞線錨索；要求封錨時錨具外側鋼絞線切割后留置長度不小于5cm，該工程設計考慮控制第二階邊坡錨索錨固段的鉆孔方式，分析這一部分土質情況，確定其中砂土狀強風化泥質粉砂巖的分布約為12m。之后，分析第三段的錨固段情況，確定存在≮12m 的粉砂巖殘積黏性土。采用孔底多次返漿液或者劈裂注漿工藝確保錨固力。

其三，在邊坡第一級設置間距5m 的排水平孔，孔深15m，上仰角8～15o。

其四，平臺采用C20 混凝土硬化12cm 厚，邊坡平臺外傾角度4%，外側距離坡頂0.85m 設C25 現澆擋水埂。

其五，未采用擋墻及預應力錨索框架加固區域即邊坡裸露區域，采用拱形骨架植噴草（植喬）防護，預應力錨索框架內采用液壓客土噴草（植喬）綠化防護。

6 結語

龍巖城區至高新園區城際快速通道三期K19+020.767～K19+450.432 段高邊坡防護設計方案已經通過專家的充分論證，目前已在有條不紊的施工中，通過施工時數據觀測和實際情況看，處理效果良好，邊坡穩定性好，可為山區類似項目提供一定的設計及施工參考。