路堑高边坡稳定性评价以及设计

路堑高边坡稳定性评价以及设计

作者：黄波

来源：《科技创新导报》2011年第01期

摘 要:结合雪峰寺北侧路堑高边坡工程实例,采用边坡稳定分析软件对典型路段路堑高边坡的稳定性进行详细分析,并对该高边坡工程进行设计,提出了高边坡防护的设计原则以及设计流程;针对路堑高边坡的稳定性评价与设计,总结一些成功经验,以为同类工程设计提供借鉴。 关键词:路堑高边坡稳定性分析高边坡防护设计

中图分类号:U415 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0096-01

1 工程概况

本工程位于山坡丘陵地带,依据勘察报告,揭露地层情况如下:粉质粘土(Q4el),厚度1.30～9.90m,根据岩土工程勘察报告,该地层的质量密度标准值为1.87g/cm3,粘聚力标准值C=33.9kPa,内摩擦角φ=18.9°;全风化花岗岩,厚度1.5～2.8m,根据岩土工程勘察报告,该地层的质量密度平均1.87g/cm3,粘聚力平均值C=34.5kPa,内摩擦角平均值φ=21.5°;强风化花岗岩,褐黄、褐红、灰白色,主要由石英、长石、云母等矿物成分组成;残余花岗岩结构,原岩结构基本破坏,呈半岩半土状;大部分孔底部呈碎石状,岩芯呈薄饼状、短柱状,破碎,手难捏碎,遇水软化、崩解,干钻进无法进行。钻探控制厚度2.8～7.4m。根据岩土工程勘察报告,该地层的质量密度平均1.8g/cm3,粘聚力平均值C=40.7kPa,内摩擦角平均值φ=25.9°;中风化花岗岩,褐黄、灰白色,主要矿物为石英和长石,块状结构,岩芯呈薄饼状、短柱状,较破碎。岩土工程勘察报告中无该层土工试验数据,计算中采用强风化岩的测试最大值进行计算,质量密度1.84g/cm3,粘聚力C=47.6kPa,内摩擦角φ=28.9°; 边坡坡面主要为强风化岩层及中风化岩,场地地质条件较好。

2 路堑高边坡稳定性分析

计算采用北京理正软件设计研究院开发的“理正岩土软件”,岩土体强度参数根据地质资料并结合以往工程经验确定。

根据在该工点上层为土质边坡,下层为石质边坡,稳定性好。所以只对上层土质边坡进行稳定性分析,其破坏形式属于整体圆弧破坏,本工程正是采用圆弧滑动法进行计算,公式见《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)规定,即简化bishop法。根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)表5.3.1规定,安全等级为一级的边坡采用圆弧滑动法计算时,其稳定性系数应不

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小于1.30。本工程计算断面为K0+000、K0+040、K0+100、K0+160、K0+200共5个与钻孔贴近的断面。由下表可知,放坡后边坡的整体稳定性较好（如表1）。

3 高边坡防护设计 3.1 高边坡防护的设计原则

设计中贯彻“不破坏就是最大的保护”的理念,尽量做到土石方填挖平衡,以达到减少征地和弃方的目的。

路堑高边坡设计应加强地质勘查,结合已有地质勘察资料深入分析工程所处的地质条件,针对各工程的各自地质特性,采取相应的设计方法以及施工工艺,做到“一次设计,不留后患”的原则。

采用自稳定为主、加固为辅、排水及防护并重的综合处理措施,确保施工中临时稳定和通车后长期稳定。

采取固“脚”强“腰”和加强截、排水措施以充分提高边坡整体稳定性。

路堑高边坡动态设计时,应结合边坡变形监测数据,及时根据边坡的变形情况调整工程措施。

3.2 路堑高边坡坡形、坡率设计

本工程中采用的坡率为第一级坡率1∶1,最大坡高10m;第二级坡率1∶1,最大坡高10m;第三级坡率1∶1.25;第四级坡率1∶1.5,最大坡高10m;第五级坡率1∶1.5,最大坡高10m。边坡采用台阶式边坡,边坡平台宽度2m,并做平台封闭。 3.3 边坡加固防护设计

为了减小人工雕琢痕迹,尽量减少圬工工程,根据本路堑边坡的工程地质条件,本路堑高边坡加固防护设计主要采用两种设计方法:第一种为路堑边坡喷混植生(或客土植草)防护设计。另外一种是拱型骨架及拱架内植物防护设计。

该种高边坡设计主要是适用于不利于植被生长的石质挖方边坡。锚杆为正方形布置,其中主锚杆间距为2.0m,相邻两排主锚杆错开布置,辅锚杆间距1m。锚杆钻孔直径Φ50,采用M30水泥砂浆全孔灌注。长度不应短于图中标注尺寸,对于较破碎岩体边坡,其主、辅锚杆应分别加长至1.2m、0.8m。挂网为双纽结六边形镀锌铁丝网。喷植层分基层及表层,总厚度不小于10cm,应配营养剂及埋设保水带。植物防护根据施工季节特点做好养生,要求成活率不低于90%。所

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用的护脚为一级坡脚防护,采用M7.5浆砌片石砌筑;当防护位于第二级及以上边坡时,护脚由平台截水沟代替。每级边坡在适当位置设置检查踏步,踏步采用M7.5浆砌片石砌筑。每2m设一条钢筋与主、辅锚杆相连以增强镀锌网与锚杆的连结。

该种高边坡设计适用于适用于一般的土质边坡及类土质边坡,而且坡率不陡于1∶1。本工程的拱型骨架及拱架内植物防护设计,浆砌片石骨架、主肋条、检查踏步及护脚均采用7.5号水泥砂浆砌筑,片石强度不低于30MPa,拱架间距为4～4.5m。截水肋条采用C20混凝土预制件砌筑。拱圈段截水肋条宜按拱圈半径弧度分块制作。施工前应清除坡面浮土,填充夯实坑凹,使坡面大致平整。植物防护根据施工季节做好养生,要求成活率不低于90%。拱架防护位于第二级及以上边坡时,护脚由平台截水沟代替。每级边坡需要在适当位置设急流槽检查踏步,采用M7.5浆砌片石砌筑。 3.4 边坡排水设计

路堑顶部设置截水沟(0.6×0.6m),每级边坡平台上均设置截水沟,采用M7.5浆砌片石砌筑,厚0.25m;各级平台采用M7.5浆砌片石封闭,厚度0.3m;边坡坡脚设置边沟,碎落台宽度2m。 4 结语

路堑边坡稳定性分析与设计是按照地质勘探资料进行的,而勘探钻孔揭露的地质结构有一定的局限性,再加上每一处高边坡后面的岩体结构都有自身特点,这一切都关系到边坡加固设计的合理性。对于路堑高边坡的防护设计和治理,笔者认为高边坡在施工期应作好地质编录,并进行边坡稳定性计算,根据不同高坡的特定工程地质条件设置合适的支挡防护结构;必要时进行现场监测,进而修改设计,以确保路堑高坡在施工期及公路运营期的稳定。 参考文献

[1] 李崇华.广贺高速公路一路堑高边坡稳定性分析与设计[J].路基工程.2008,28(02):147-149. [2] 张坚,郭朝华.路堑高边坡施工方法及工程实例[J].中外公路.2004,24(01):72-74. [3] 马思明,王国余,靳莉.软质岩路堑高边坡的综合治理措施探讨[J].公路交通技术.2005,30(04):23-25.