王滋東
廈門市市政工程設(shè)計院有限公司,福建 廈門 361000
隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,山區(qū)公路建設(shè)已經(jīng)成為了非常常見的情況。但是在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)時常常會進(jìn)行大量開挖,這樣就會形成非常多巖體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且穩(wěn)定性較差的順層巖質(zhì)邊坡,一旦受到降雨、開挖等外部因素的影響就會發(fā)生相應(yīng)的變形失穩(wěn),會對整個工程的工期以及安全造成嚴(yán)重影響。所以需要對順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確的分析評價并預(yù)測變形情況,這對于有效治理具有非常重要的意義。
某公路邊坡所在區(qū)域以巖溶地貌與常態(tài)地貌交織紛呈為其主要格局,根據(jù)勘察鉆孔邊坡區(qū)域未見溶洞發(fā)育,此公路在進(jìn)行開挖施工時會形成長度為18m 的挖方邊坡,主要以順層向巖質(zhì)邊坡為主。通過對巖層的出露點分析可知,該處巖體節(jié)理發(fā)育較好,具有比較完整的巖體。公路工程所在區(qū)域?qū)儆诘谒南等斯ぬ钔粒ㄍ潦葹?:4),屬于全新的回填土,厚度相對較薄。
以BK5+840 為代表性斷面進(jìn)行穩(wěn)定性分析計算:本段邊坡長度為40.0m,邊坡最大高度18m,邊坡為巖質(zhì)邊坡,巖質(zhì)部分為順向坡,上部為第四系耕植土及紅粘土,覆蓋層最大厚度為2.8m,邊坡巖體部分均為前震旦系清水江組(Ptq)深灰色、灰色中厚層至塊狀粉砂巖,巖層(平面A)產(chǎn)狀85°∠35°,該段邊坡清楚表層覆蓋層后,巖質(zhì)按1:0.75 放坡開挖后,右側(cè)邊坡坡面傾向為64°,傾角53°,赤平投影分析如上:
從赤平投影可以看出,巖質(zhì)部分為順向坡,邊坡開挖后,邊坡可能沿產(chǎn)生層面滑動破壞;
第一,對于該區(qū)域?qū)嵤┑刭|(zhì)勘察分析可知,邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)巖體粘聚力c=250kPa,內(nèi)摩擦角Φ=32°,巖體與錨固體極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frbk=360kPa,邊坡結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為:Φ=18°、C=50kPa。
第二,相應(yīng)計算模式以及所得結(jié)果。
對于平面型滑移破壞模式來說,可以遵照如下公式進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計算,具體為:
通過以上穩(wěn)定性計算模式實施計算分析,能夠得到邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果。
根據(jù)穩(wěn)定性計算分析邊坡按1:0.75 放坡后,路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.038<1.05,處于欠穩(wěn)定狀態(tài),需進(jìn)行邊坡治理。
(1)預(yù)應(yīng)力錨在改善坡體應(yīng)力方面具有非常好的效果,能夠有效提升邊坡整體的穩(wěn)定性,是邊坡治理最為重要的措施之一。通過相應(yīng)分析可知,對于順層巖質(zhì)邊坡來說,層面的材料情況、巖層的傾角是影響邊坡變形最主要的因素,所以一定要充分考量到巖層傾角、結(jié)構(gòu)面性質(zhì)、層間距離等因素,增強(qiáng)設(shè)計合理性。在具體工程中,中等傾角的順層巖質(zhì)邊坡是最為常見的情況,對于此種情況來說對于巖層傾角大于35°,地面橫坡較緩,且有條件進(jìn)行順層清方的順層邊坡,一般采用順層清方;當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時,可采用順層清方結(jié)合格構(gòu)錨桿、索加固邊坡;對于層間結(jié)構(gòu)面巖土性質(zhì)較差的,可利用預(yù)加固樁結(jié)合格構(gòu)錨桿、索加固邊坡[1]。
(2)巖質(zhì)邊坡支護(hù)設(shè)計
針對此工程邊坡的具體情況,可以通過“分級放坡+格構(gòu)錨索+框架內(nèi)植草+護(hù)腳墻+坡頂?shù)捉嘏潘胧睂嵤┻吰轮ёo(hù)。
各個等級的坡面都采取“格構(gòu)錨索+框架內(nèi)植草”方式實施支護(hù),不同等級邊坡錨索有所差異,其中第一級邊坡錨索長度控制在14m 范圍內(nèi),其中自由段的長度為8m,錨固段的長度為6m;第二級邊坡錨索長度控制在20m 左右,其中自由段的長度為12m,錨固段的長度為8m[2]。
除此之外,為了及時的排出坡體滲水,在每級坡體上設(shè)置2 排平孔排水,排水孔采用外徑為φ80mm 的軟式透水管,傾斜角度上傾10°,設(shè)置長度10m,水平間距4m,豎向間距3m,第一排高于地面1m;邊坡平臺上設(shè)置平臺截水溝、平臺急流槽及坡頂截水溝,將坡面匯水引出坡體外,坡頂外5m 至截水溝范圍采用25cm 厚M10 漿砌片石硬化,減小地表水下滲坡體。采取上述相應(yīng)治理措施后,所得到的邊坡支護(hù)穩(wěn)定性系數(shù)能夠達(dá)到1.22,滿足邊坡安全穩(wěn)定系數(shù),保證了邊坡的安全性和穩(wěn)定性[3]。
巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性在很大程度上影響著工程建設(shè)質(zhì)量和安全性,所以需要對其進(jìn)行分析并采取針對性措施進(jìn)行治理。本文主要以某案例分析了巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性,并提出了針對性的治理措施。通過本文的介紹能夠?qū)r質(zhì)邊坡治理提供一定參考和幫助。