高速公路路基工程順層邊坡處理方法

田孝華

中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308

1 路基順層邊坡一般處理方法

1.1 坡體控制

路基順層坡體控制的主要途徑是通過工程措施減少地表水和地下水進入坡體及路基，從而減少水的物化作用，提高巖體強度，增大坡面抗滑阻力等，具體方法包含排水法、注漿法、爆破滑動面法。

（1）排水法：通過設置塹頂截水溝、平臺截水溝等排出地表水，避免水流入滑坡體內；通過設置截水盲溝、滲溝等措施截取地下水，減少水對滑坡體的物化作用，提高其坡體抗滑力。

（2）注漿法：對巖體的軟弱夾層、發育節理裂隙、松散結構面進行注漿，提高巖體強度，改變巖體力學性質，進而提高邊坡穩定性，該方法主要適用于風化嚴重、節理裂隙發育的巖質邊坡。

（3）爆破法：對巖體進行弱爆破，提高巖體的內摩擦角，進而增大巖體的抗滑力，提高巖體的穩定性。

1.2 刷坡減載

根據順層巖質邊坡的傾角，以接近或大于順層的坡率進行刷方，并控制邊坡高度和平臺寬度及平均坡率，對邊坡頂部及坡面進行清方處理，該方法主要適用于順層坡率較大且邊坡高度可控的場地。

1.3 坡體加固

通過設置抗滑樁、錨索（桿）、擋土墻、框格梁等措施，對坡腳及坡面進行防護加固，以提高坡體的抗滑力，進而提高邊坡的穩定性，該方法適用范圍廣、技術成熟、施工方便。

1.4 綜合治理

在大多數情況下，通過將坡體控制、刷坡減載、坡體加固等方法結合應用，以多種處理措施提高邊坡的穩定性。

2 桑龍高速路基順層處理實例

2.1 刷坡減載處理實例

K18+680～K18+740為左側挖方高邊坡路基，段落長60m，最大邊坡高度為29m。該場地屬丘陵中低山地貌，該挖方段位于山頂臺地，地形坡度約10°～20°，局部邊坡較陡，坡度約40°，山體植被茂密。該段地表覆蓋層為第四系坡殘積層（Q4dl+el）；下伏基巖為志留系上統紗帽群（S3sh）基巖。各巖、土層分層地質如下：粉質黏土、碎石、強風化砂質頁巖、中風化砂質頁巖。工程范圍區地表水總體發育較為貧乏，地下水不發育，正常工況與非正常工況下層間巖土力學參數分別如表1、表2所示。

表1 正常工況下層間巖土力學參數

表2 非正常工況下層間巖土力學參數

深挖方邊坡赤平投影圖如圖1所示，根據圖1對工程區范圍不良地質現象展開分析。

圖1 深挖方邊坡赤平投影圖

工程區范圍不良地質現象主要為順向坡，巖層產狀340°∠35°，邊坡傾向356°，巖層傾向于邊坡傾向相近，為順向坡，且巖層傾角小于邊坡傾角為外傾結構面，邊坡可能沿巖層面發生滑動破壞。經計算巖層坡率接近1∶1.75，且根據現場實際情況，邊坡地形呈駝峰形，邊坡高度不大于30m，且周圍無其他控制性條件，有清方減載條件。

根據上述分析，該段落初步擬定處理方案措施如下：邊坡按順層臺階式設計開挖，邊坡分級高度為10m，平臺寬度均為2m，每級邊坡坡率為1∶1.75；第一、第二級邊坡采用噴混植生防護；坡底設置邊溝，每級平臺設置截水溝，坡頂設置截水溝。其中，清方減載典型斷面示意圖如圖2所示。

圖2 清方減載典型斷面示意圖

選取代表性斷面K18+740，計算邊坡的穩定安全系數，其結果如表3所示。

表3 邊坡穩定安全系數計算結果

經計算，路塹邊坡的穩定性滿足規范要求。

2.2 錨索框架梁加固處理實例

K29+710～K29+760左側深挖路基長50m，最大坡高23m。該場地屬低山地貌，地表剝蝕強烈，地形坡度約6°～41°，局部邊坡較陡，山體植被茂密。工程地質分層及水文地質同K18+680～K18+740段。深挖方邊坡赤平投影圖如圖3所示。

圖3 深挖方邊坡赤平投影圖

由圖3可知，左邊坡巖層走向與路線走向的夾角為29°，傾角為29°，巖層產狀投影弧在右側人工坡面投影弧同側，且傾角小于人工坡面傾角，屬于順向巖質邊坡，傾角小于人工坡面傾角，屬于不穩定結構面，巖質邊坡穩定性差；右側人工坡面與J1、J2節理面投影弧大角度相交，屬于穩定結構面；巖層產狀投影弧與J1、J2節理面投影弧的交點在人工坡面投影弧的外側，兩組結構面的組合交線傾向坡外，屬于不穩定結構面；J1、J2節理面投影弧的交點在人工坡面投影弧的內側，兩組結構面的組合交線傾向坡內，屬于穩定結構面。

根據沿線地形及順層角度，該段無刷方清載條件，初步擬定邊坡開挖及支護措施如下：每10m一臺階，臺階寬度為2m，邊坡坡率依次為1∶1、1∶1、1∶1.25，坡底設置邊溝，每級平臺設置截水溝，坡頂設置截水溝；采用錨索框架梁防護加固，第一階錨索長度為19m，下傾20°，第二級錨索長為26m，下傾20°，錨索采用4束φ15.2mm高強度低松弛的無黏結鋼絞線（其強度標準為1860kPa）。錨索框架梁加固示意圖如圖4所示。

圖4 錨索框架梁加固示意圖

選取代表性斷面YK29+740，采用簡化Bishop法，按順層巖質邊坡設計，經對邊坡開挖后進行穩定分析，路塹邊坡穩定安全系數大于1.2，滿足要求。

3 結束語

在順層滑坡治理過程中，相關工作人員要根據具體的地形、地貌、地質、水文等情況，合理采用處理措施，針對順層坡率較大且邊坡高度可控的地段，建議采用順層清方加坡面防護的措施；針對刷坡坡率受限且邊坡坡度較高的地段，建議采用適當減小坡率，并進行坡面防護的措施。總之，合理地選擇順層邊坡處理措施是減少工程事故，降低工程造價的有力保證。