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(shè)計(jì)院集團(tuán)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(jìn)入坡體及路基，從而減少水的物化作用，提高巖體強(qiáng)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(dòng)面法。

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

（2）注漿法：對(duì)巖體的軟弱夾層、發(fā)育節(jié)理裂隙、松散結(jié)構(gòu)面進(jìn)行注漿，提高巖體強(qiáng)度，改變巖體力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而提高邊坡穩(wěn)定性，該方法主要適用于風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理裂隙發(fā)育的巖質(zhì)邊坡。

（3）爆破法：對(duì)巖體進(jìn)行弱爆破，提高巖體的內(nèi)摩擦角，進(jìn)而增大巖體的抗滑力，提高巖體的穩(wěn)定性。

1.2 刷坡減載

根據(jù)順層巖質(zhì)邊坡的傾角，以接近或大于順層的坡率進(jìn)行刷方，并控制邊坡高度和平臺(tái)寬度及平均坡率，對(duì)邊坡頂部及坡面進(jìn)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(chǎng)地。

1.3 坡體加固

通過設(shè)置抗滑樁、錨索（桿）、擋土墻、框格梁等措施，對(duì)坡腳及坡面進(jìn)行防護(hù)加固，以提高坡體的抗滑力，進(jìn)而提高邊坡的穩(wěn)定性，該方法適用范圍廣、技術(shù)成熟、施工方便。

1.4 綜合治理

在大多數(shù)情況下，通過將坡體控制、刷坡減載、坡體加固等方法結(jié)合應(yīng)用，以多種處理措施提高邊坡的穩(wěn)定性。

2 桑龍高速路基順層處理實(shí)例

2.1 刷坡減載處理實(shí)例

K18+680～K18+740為左側(cè)挖方高邊坡路基，段落長(zhǎng)60m，最大邊坡高度為29m。該場(chǎng)地屬丘陵中低山地貌，該挖方段位于山頂臺(tái)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(tǒng)紗帽群（S3sh）基巖。各巖、土層分層地質(zhì)如下：粉質(zhì)黏土、碎石、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)頁巖、中風(fēng)化砂質(zhì)頁巖。工程范圍區(qū)地表水總體發(fā)育較為貧乏，地下水不發(fā)育，正常工況與非正常工況下層間巖土力學(xué)參數(shù)分別如表1、表2所示。

表1 正常工況下層間巖土力學(xué)參數(shù)

表2 非正常工況下層間巖土力學(xué)參數(shù)

深挖方邊坡赤平投影圖如圖1所示，根據(jù)圖1對(duì)工程區(qū)范圍不良地質(zhì)現(xiàn)象展開分析。

圖1 深挖方邊坡赤平投影圖

工程區(qū)范圍不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為順向坡，巖層產(chǎn)狀340°∠35°，邊坡傾向356°，巖層傾向于邊坡傾向相近，為順向坡，且?guī)r層傾角小于邊坡傾角為外傾結(jié)構(gòu)面，邊坡可能沿巖層面發(fā)生滑動(dòng)破壞。經(jīng)計(jì)算巖層坡率接近1∶1.75，且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jù)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(tái)階式設(shè)計(jì)開挖，邊坡分級(jí)高度為10m，平臺(tái)寬度均為2m，每級(jí)邊坡坡率為1∶1.75；第一、第二級(jí)邊坡采用噴混植生防護(hù)；坡底設(shè)置邊溝，每級(jí)平臺(tái)設(shè)置截水溝，坡頂設(shè)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(jì)算邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，其結(jié)果如表3所示。

表3 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算，路塹邊坡的穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

2.2 錨索框架梁加固處理實(shí)例

K29+710～K29+760左側(cè)深挖路基長(zhǎng)50m，最大坡高23m。該場(chǎng)地屬低山地貌，地表剝蝕強(qiáng)烈，地形坡度約6°～41°，局部邊坡較陡，山體植被茂密。工程地質(zhì)分層及水文地質(zhì)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(chǎn)狀投影弧在右側(cè)人工坡面投影弧同側(cè)，且傾角小于人工坡面傾角，屬于順向巖質(zhì)邊坡，傾角小于人工坡面傾角，屬于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面，巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性差；右側(cè)人工坡面與J1、J2節(jié)理面投影弧大角度相交，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面；巖層產(chǎn)狀投影弧與J1、J2節(jié)理面投影弧的交點(diǎn)在人工坡面投影弧的外側(cè)，兩組結(jié)構(gòu)面的組合交線傾向坡外，屬于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面；J1、J2節(jié)理面投影弧的交點(diǎn)在人工坡面投影弧的內(nèi)側(cè)，兩組結(jié)構(gòu)面的組合交線傾向坡內(nèi)，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面。

根據(jù)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(hù)措施如下：每10m一臺(tái)階，臺(tái)階寬度為2m，邊坡坡率依次為1∶1、1∶1、1∶1.25，坡底設(shè)置邊溝，每級(jí)平臺(tái)設(shè)置截水溝，坡頂設(shè)置截水溝；采用錨索框架梁防護(hù)加固，第一階錨索長(zhǎng)度為19m，下傾20°，第二級(jí)錨索長(zhǎng)為26m，下傾20°，錨索采用4束φ15.2mm高強(qiáng)度低松弛的無黏結(jié)鋼絞線（其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(jiǎn)化Bishop法，按順層巖質(zhì)邊坡設(shè)計(jì)，經(jīng)對(duì)邊坡開挖后進(jìn)行穩(wěn)定分析，路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)大于1.2，滿足要求。

3 結(jié)束語

在順層滑坡治理過程中，相關(guān)工作人員要根據(jù)具體的地形、地貌、地質(zhì)、水文等情況，合理采用處理措施，針對(duì)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(hù)的措施；針對(duì)刷坡坡率受限且邊坡坡度較高的地段，建議采用適當(dāng)減小坡率，并進(jìn)行坡面防護(hù)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(jià)的有力保證。