淺析碎裂結構路塹巖質邊坡穩定性評價與治理設計

黃樂友

（貴陽建筑勘察設計有限公司　貴州貴陽　550000）

淺析碎裂結構路塹巖質邊坡穩定性評價與治理設計

黃樂友

（貴陽建筑勘察設計有限公司貴州貴陽550000）

將某地段典型的破裂型路塹巖質邊坡作為主要研究對象，針對此邊坡破壞及發展趨勢，提出其破壞模式，在此基礎上，充分利用不平衡推力法，評價此邊坡的實際穩定性。在此之后，通過削坡、錨固以及設置擋墻等方法的運用，妥善處理邊坡，旨在為邊坡治理提供更為有效的方法。

破裂結構路塹；巖質邊坡；穩定性評價；治理設計

在山區等地質復雜區修建公路的過程中，時常會碰到破裂型巖質邊坡失穩的情況。同時，由于針對這種邊坡的認識與研究還不夠深入，而且對邊坡治理方面的判斷未能達到定量的標準，使得邊坡失效的情況出現了明顯增多的態勢。在實際情況中，破裂型巖質邊坡極易被人們所忽略，這是因為此類邊坡從破壞到最終坡面的形成，需要經歷一段時間，在應力場變化結束以后，才會被人們所發現，并且受到內部結構的影響，如果邊坡失穩，將會帶來不同程度的滑坡現象，使得后續治理工作變得尤為困難。為此，在公路施工中，必須對破裂型巖質邊坡的穩定性評價與治理等問題給予高度的重視，根據邊坡的實際情況，制定完善的治理方案，進而從根本上預防邊坡失穩情況的發生，確保公路施工和使用安全。

1　破裂型巖質邊坡破壞及發展過程

自公路路塹實施開挖以來，邊坡在按照原有設計方案規定進行放坡時，曾出現了兩次規模較大的滑塌事故。結合施工現場的調查發現，上一次出現滑塌的位置在起坡線上。后緣滑塌陡坎的鉛直高度為3.0m，水平錯動達到了1.0m，裂縫的寬度保持在0.1～ 1.0m以內，無規律分布?；瑒用嫫露仍?0°左右，主要滑動方向270°，和邊坡的傾角幾乎相同。剪出口的實際高程為：900～915m，滑體的主要構成為粉質粘土。通過對此邊坡的進一步研究證實，其具有發生滑動的可能，而且跡象已經十分明顯。邊坡出現滑動的根本原因在于坡率等安全系數進行設計時未充分考慮實際情況，數據儲備稍有不足，并且邊坡的治理方法較為單一，無法起到良好的加固效果。

2　破裂型巖質邊坡穩定性評價

為確保評價結果準確可靠，在對上述邊坡進行評價時選用不平衡推理法，結合其破壞形式與規律，決定選用圓弧形模式進行穩定計算，計算公式如下所示：

式中：Ri代表抗滑力；Nt代表法線反力；Ti代表切線反力；Lt代表滑動面的實際長度；ci代表巖土粘結強度；φi代表內摩擦角。

巖體與滑動面的各項基本參數可通過試驗得出，表1所示為各項力學指標。為確保穩定性計算結果的可靠性，在計算過程中還需綜合考慮天然與飽水狀況，如表2所示。

通過對數據的分析得知，邊坡在進行治理前的天然穩定系數為1.05，飽水穩定系數為1.01，由此可得邊坡條分圖，如圖1所示。由此可以判斷，此邊坡正處在失穩的臨界范圍之內，若此時受到外界因素的干擾，如降雨、施工擾動等，隨時有可能出現失穩破壞[1]。此外，考慮到坡腳此時并未達到預期高程，還需進行開挖一定的深度，所以必須對邊坡進行綜合治理，確保后續開挖安全，防止其出現失穩破壞[2]。

表1　力學指標

表2　邊坡治理前的計算結果

圖1　治理前邊坡分條圖

3　破裂型巖質邊坡治理設計

根據破裂型巖質邊坡的實際特點，不推薦使用傳統的設置抗滑樁與預應力錨索等方法，而是運用削坡、錨固以及設置擋墻的方法進行治理，并在邊坡中設計完善的排水系統[3]。這樣一來，不僅可以起到揚長避短的效果，提高邊坡的穩定性，還可以起到良好的治理作用，實現起來較為簡單，并且經濟合理。在治理的過程中，錨固與擋墻設置通?？捎砂踩禂狄蟠_定。結合技術規范，邊坡主要受到外層軟弱帶的影響，若邊坡處在滑坡地段，可能發生的滑塌現象會對公路施工與使用造成較大的安全威脅，故將此邊坡的安全等級確定為一級[4]。同時，在綜合考慮滑動模式與設計要求的基礎上，進一步確定此邊坡在達到穩定標準后的安全系數應保持在1.35。

3.1計算實施削坡后邊坡推力

通過對邊坡出現失穩情況的主要產生原因的分析，為有效控制邊坡失穩發展趨勢，決定繼續進行放坡，在此基礎上進行綜合治理，如圖2所示。

圖2　治理后邊坡分條圖

經過多次計算，在削坡治理完成后，邊坡在天然狀態下可穩定保持的系數為1.24，在飽水狀態下可穩定保持的系數為1.15，如表3所示。

表3　治理后邊坡穩定系數

本次邊坡治理實際工況屬于飽水狀態，按照一級邊坡治理要求，邊坡穩定狀態下的安全系數需達到1.35，因此，在削坡治理方法以外，還需結合其他治理措施，如：錨固、擋土墻或格構等，以此符合一級邊坡的治理要求。通過計算得知，此邊坡在當前工況下的剩余滑動力數值為3025kN/m。

3.2治理工程布置

此邊坡主要治理措施為：削坡、錨固、設置擋土墻與格構。

3.2.1削坡減載

結合邊坡中已經出現的滑動跡象區域的地質條件與特點，此次削坡治理設計的邊坡實際坡度應控制在40°左右，將削坡區域分為12級，并按平臺法執行削坡施工。具體范圍是：從公路路基開始一直到坡頂，每級平臺的寬度均保持在2m左右。

3.2.2錨固工程

錨固工程所用錨桿為直徑小于25mm的砂漿錨桿，錨桿需具備足夠的粘性特征，鋼筋選用Ⅱ級螺紋鋼，長度保持在10～15m之間，為預防內部端點連接成一個相通的集中應力區域，在每一級的削坡面下方都需設置一個長度在15m左右的錨桿，其他區域使用的錨桿長度可以在10m左右，錨桿布置按照2m×2m的形式。通過穩定計算得知，此邊坡在當前工況下的剩余滑動力數值為3025kN/m。按照錨桿設計間距，單個錨桿的錨固力必須達到190kN，以滿足相應技術規范的要求[5]。

3.2.3格構護坡

格構按3m×3m的形式布置，縱斷面的設置格局為：40cm× 40cm，橫梁屬于圓弧形，半徑大小為1.6m；斷面的設置格局為：30cm×40cm，格構均由新鮮的巖石構成，砂漿選用M10，側面與頂面需用砂漿涂抹均勻，砂漿選用M15，格構在邊坡上的設置深度必須超過15cm，縱向接縫之間的距離不得小于15m，接縫的寬度為20mm。

3.2.4護坡擋墻

護坡擋墻的設置范圍是K41+170～352，從坡腳處的路基開始向上延伸8m。擋墻由漿砌石砌筑而成，底面的寬度需達到0.6m，頂面的寬度為0.4m，塊石選用Mu30，砂漿選用M715。護坡上每隔10m需設置一個接縫，接縫寬度為30mm，運用插入軟木條的方式進行隔離。

3.2.5排水系統

邊坡上各級平臺都需設置排水溝，水溝由漿砌石、平臺合圍而成，水溝外側塊石選用Mu30，砂漿選用M10，水溝內側需均勻涂抹砂漿，選用M15。排水溝中，每間隔10m需設置一個接縫，接縫的寬度為15mm，并向其中灌注瀝青。此外，在邊坡錨固區中還需設置多條排水管路。

4　總結

（1）針對破裂型巖質邊坡而言，在進行治理的過程中，必須對邊坡的整體結構進行研究掌握，然后提出與其相適應的邊坡破壞模式，并對推力進行準確計算，進而為邊坡治理工程提供完善的依據。

（2）在對邊坡進行加固設計的過程中，應綜合分析所選措施的優劣勢。從破裂型巖質邊坡的角度來講，不推薦運用傳統方法，應著重考慮使用削坡、錨固、格構以及擋墻等方式，并設置完善的排水系統。

（3）邊坡治理過程中，必須加強推力驗算，結合過去成功案例，對坡體實際情況進行分析，只有其整體強度切實滿足應力需求，并且安全儲備充分時，才有可能達到理想的邊坡治理加固效果。

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U418.5

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1673-0038（2015）38-0299-02

2015-9-1

黃樂友（1984-），男，漢族，山東菏澤人，工程師，主要從事巖土工程勘察邊坡工程支護設計工作。