城市道路邊坡失穩(wěn)支護(hù)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析

李敬媛

摘要：隨著城市建設(shè)速度的加快和建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)張，山區(qū)和丘陵地區(qū)的市政道路路基邊坡問(wèn)題也越來(lái)越多。自然邊坡在長(zhǎng)期地質(zhì)歷史過(guò)程中經(jīng)過(guò)不斷地應(yīng)力調(diào)整和平衡，最終會(huì)達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；但工程建設(shè)往往會(huì)打破這種原始的平衡狀態(tài)，使邊坡重新進(jìn)入應(yīng)力調(diào)整過(guò)程，從而可能導(dǎo)致邊坡應(yīng)力重分布時(shí)發(fā)生失穩(wěn)。筆者以某市政道路邊坡工程為依托，主要論述該邊坡失穩(wěn)的原因、加固和監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的

分析和評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：市政道路；邊坡失穩(wěn)；支護(hù)設(shè)計(jì)；施工監(jiān)測(cè)

1 工程概況

某市政道路工程是在原有道路基礎(chǔ)上的改擴(kuò)建工程，且道路建設(shè)同時(shí)要在路基中進(jìn)行排水管道的建設(shè)，原道路位于邊坡的中部。為殘丘及沖溝，場(chǎng)地地勢(shì)起伏較大。邊坡坡度為16～20°，邊坡總長(zhǎng)約150 m，坡高4.0～11.0 m；坡頂為廢舊車(chē)輛棄置場(chǎng)，坡體上有一輸電線路經(jīng)過(guò)，原路塹邊坡采用重力式擋墻進(jìn)行支護(hù)，路堤下方為居民區(qū)。工程建設(shè)初期，邊坡局部產(chǎn)生了滑坡，滑坡體厚度4～7.5 m。

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告資料，該邊坡主要巖土層從上至下依次為雜填土、殘積粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。其中殘積粉質(zhì)黏土層厚度為1.5～3.5 m，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層厚2～4.2 m。邊坡地下水埋藏較深，邊坡土體含水主要來(lái)源于大氣降水和生活污水，由于施工期間正處于雨季，大氣降水對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響作用較大。

2 邊坡失穩(wěn)原因分析和支護(hù)設(shè)計(jì)

工程建設(shè)初期，由于對(duì)邊坡的穩(wěn)定性分析認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)有采取有效的預(yù)先支護(hù)措施，施工過(guò)程中邊坡產(chǎn)生了一定范圍的滑動(dòng)，一度嚴(yán)重影響了工程安全和進(jìn)度。因此，正確分析和把握邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，對(duì)可能失穩(wěn)的邊坡進(jìn)行必要的加固十分重要。

2. 1 邊坡失穩(wěn)原因分析

影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，包括了工程地質(zhì)條件、工程開(kāi)挖擾動(dòng)、水文氣象條件等等。經(jīng)過(guò)綜合分析，以下幾點(diǎn)是可能引起邊坡失穩(wěn)的原因：

1）從該邊坡的工程地質(zhì)條件可以明顯看出，粉質(zhì)黏土和強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖的巖土交界面是一個(gè)軟弱層面，是邊坡潛在的滑動(dòng)面。

2）由于新建道路是在原有道路基礎(chǔ)上擴(kuò)建，施工過(guò)程中原路塹側(cè)的擋土墻拆除，雖然同步進(jìn)行放坡處理，但總體上下滑力是增大的。同時(shí)，道路路基下方要開(kāi)挖5 m 寬、4.8 m 深的排水管明溝，開(kāi)挖深度超過(guò)了潛在滑動(dòng)面，形成滑動(dòng)臨空面（見(jiàn)圖1）。

圖1 邊坡典型剖面示意圖

3）施工期間處于雨季，降水豐沛，坡體巖土體的含水量會(huì)增加，尤其是粉質(zhì)黏土和強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖的巖土交界面浸水會(huì)軟化，抗剪強(qiáng)度下降，邊坡極易沿該軟弱面產(chǎn)生滑動(dòng)。

由此可見(jiàn)，該邊坡在工程施工的過(guò)程中產(chǎn)生失穩(wěn)的可能性很大，必須對(duì)其進(jìn)行加固治理和支護(hù)。

2. 2 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)

在該邊坡穩(wěn)定性分析中，采用極限平衡法進(jìn)行定量計(jì)算。先利用開(kāi)挖前邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)的條件，反算得到巖土體的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，然后將反算出的參數(shù)代入計(jì)算邊坡開(kāi)挖過(guò)后的穩(wěn)定安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果在0.87～0.95 之間，說(shuō)明開(kāi)挖后的邊坡會(huì)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，容易產(chǎn)生滑動(dòng)變形?；谝陨戏€(wěn)定性分析的結(jié)論，必須對(duì)該邊坡進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，針對(duì)可能引起邊坡失穩(wěn)的因素采取相應(yīng)的處治措施。

1）對(duì)原坡面進(jìn)行放坡處理，清除路塹側(cè)擋墻拆除后松動(dòng)的土體，按照1∶1.5 的坡比放坡，卸掉多余的荷載，減小下滑力。

2）選取不同的計(jì)算斷面，根據(jù)計(jì)算所得剩余下滑力的大小，在坡腳處按照2.5～3 m 的間距，設(shè)置樁徑為1.2～1.5m、樁長(zhǎng)為9 m 的抗滑樁，以增加抗滑力?？够瑯恫捎锰谑绞┕ぃ辽匍g隔2 根樁，嚴(yán)禁大斷面同時(shí)開(kāi)挖。

3）做好坡面的防水、坡頂截水和坡腳排水措施，及時(shí)疏排地表水，防止地表水滲入坡體軟化巖土體。

3 施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)對(duì)工程的指導(dǎo)意義在于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，并從分析中得到與邊坡設(shè)計(jì)、施工和邊坡穩(wěn)定性相關(guān)的信息，然后再將其反饋到工程實(shí)踐中，對(duì)設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行必要的調(diào)整，優(yōu)化設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)施工的有效性、合理性，并指導(dǎo)施工。

該邊坡施工監(jiān)測(cè)方案以位移監(jiān)測(cè)為主，包括地表位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)和地下水位監(jiān)測(cè)等。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2。采用常規(guī)監(jiān)測(cè)與加密監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，常規(guī)監(jiān)測(cè)按固定的時(shí)間間隔進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如遇到突發(fā)性變形、暴雨等情況則采取加密監(jiān)測(cè)。

圖2 邊坡施工監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

3. 1 地表位移監(jiān)測(cè)

地表位移量為當(dāng)前周期監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移減去上一周期監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移，反映相鄰周期間監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移大小。L3、R4 和R4點(diǎn)是K2+300 附近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，R4是因?yàn)镽4 位移變化過(guò)大被破壞后補(bǔ)充設(shè)置的，該處在工程施工中曾經(jīng)發(fā)生相當(dāng)規(guī)模的滑動(dòng)，是整個(gè)邊坡最不穩(wěn)定的地段。從R4 和R4的變化曲線可以明確看出邊坡支護(hù)措施實(shí)施之前，R4 的位移一度達(dá)到近15 cm，坡體已經(jīng)產(chǎn)生滑動(dòng)，而后由于對(duì)邊坡采取相應(yīng)的加固支護(hù)措施，R4基本穩(wěn)定，變化值很小。L3 的變化值一直較小，說(shuō)明路堤側(cè)的邊坡是基本穩(wěn)定的，也沒(méi)有受到工程施工的影響。

3. 2 深部位移監(jiān)測(cè)

深部位移監(jiān)測(cè)能夠測(cè)量邊坡巖土體沿豎直方向不同深度的位移變化值，是判斷滑動(dòng)面和坡體穩(wěn)定程度的重要手段。X2 是K2+300 附近路塹側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)裝置在抗滑樁施工前安裝，因?yàn)殡S后該段坡體發(fā)生滑動(dòng)而被剪斷破壞。X1 位于該段路堤側(cè)，其變化值很小、累積位移最大值不到5 mm，說(shuō)明路堤側(cè)邊坡是基本穩(wěn)定的（見(jiàn)圖3）。

圖3 K2+300 處X1 深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿主滑方向累計(jì)位移-深度曲線

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)例分析表明，市政道路邊坡工程問(wèn)題應(yīng)從穩(wěn)定性分析入手，在正確評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)的前提下，對(duì)工程施工中可能出現(xiàn)變形過(guò)大甚至失穩(wěn)的邊坡進(jìn)行必要預(yù)先支護(hù)處理加固。與此同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)施工監(jiān)測(cè)工作的重視，充分發(fā)揮其在邊坡工程動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工中的作用，以保證施工安全高效地進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林宗元. 巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè)[M]. 北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2005：697-698.

[2] 趙明階，何光春，王多根，等. 邊坡工程處治技術(shù)[M]. 北京：人民交通出版社，2003：241-243.

[3] 唐輝明. 公路高邊坡巖土工程信息化設(shè)計(jì)的理論與方法[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2004：95-97.