文興東

摘要 為滿足城市發(fā)展，需要大力推動干線公路的建設(shè)，但受地形因素影響，部分干線公路修建在山區(qū)，導致出現(xiàn)較多的高路塹段，設(shè)計公路工程建設(shè)方案時，必須高度重視路塹高邊坡的穩(wěn)定性防治。基于此，文章以某道路工程路塹高邊坡滑坡為依托，采用圓弧滑動法與不平衡推力法，分析邊坡滑坡狀況及穩(wěn)定性，設(shè)計并比選了滑動邊坡的處治方案，總結(jié)了設(shè)計經(jīng)驗，旨在為同類項目建設(shè)，提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 干線公路項目；路塹高邊坡；邊坡滑坡；邊坡防治

中圖分類號 U418.55文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）12-0141-03

0 引言

干線公路沿線地形條件復雜，平地數(shù)量較少，無法滿足公路建設(shè)的需求。為適應城市發(fā)展，需加大山地開發(fā)力度，以確保城市發(fā)展所具備的地理空間。當前，得益于現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展及應用，工程設(shè)計工作的難度不斷下降，設(shè)計精度明顯提升，但在具體施工環(huán)節(jié)，仍然會出現(xiàn)邊坡滑塌等問題。與此同時，因項目現(xiàn)場勘查不嚴謹、工程設(shè)計方案不合理，工程建設(shè)也面臨著設(shè)計方案變更、施工工序變動、建設(shè)成本增加等問題，這就要求加大路塹高邊坡研究力度，采取有效的防治措施，防止路塹高邊出現(xiàn)滑坡病害[1]。

1 工程概況

某干線公路樁號K1+160～K1+880段，屬于挖方施工，樁號K1+800處挖方深度最大，深度達25.0 m，挖方邊坡高度最大為26.5 m。此公路項目所在地的地質(zhì)條件復雜，挖方段邊坡為土巖混合結(jié)構(gòu)，主要由碎土石、砂巖以及泥巖構(gòu)成，各層巖土的強度高低不均，且受外部環(huán)境因素影響巨大。根據(jù)設(shè)計方案，主要是通過自下而上的分級放坡技術(shù)來處置邊坡滑坡問題，最下第一級邊坡高8.0 m，再往上一級邊坡高12.0 m，依次向上設(shè)置邊坡。每級邊坡中間設(shè)計相應的平臺，寬度為2.0 m，各邊坡坡率設(shè)計為1：1.5，在坡頂開口線之外5.0 m處建造截水溝。圖1為一般路段路基設(shè)計圖。施工過程中，樁號K1+600～K1+720路塹段屬于首次開挖，卻立即出現(xiàn)牽引式滑坡，滑坡總體量為27 500 m3，滑坡段長達120.0 m，高度均值為18.0 m，裂縫部位與邊坡頂開口線相距6.0 m。表1為該干線公路工程各巖土層物理力學指標。

2 邊坡滑坡狀況及穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡穩(wěn)定性分析計算

計算道路邊坡的穩(wěn)定性，需嚴格執(zhí)行路基邊坡工程技術(shù)標準的相關(guān)要求。該地質(zhì)場區(qū)邊坡主要構(gòu)成為泥巖、砂巖等，整體較為松散且易破碎，結(jié)構(gòu)面并不完整[2]。綜合考慮邊坡的構(gòu)成因素，計算邊坡穩(wěn)定性，選用的是圓弧滑動法（簡化Bishop法），見圖2。

運用簡化Bishop法進行計算，抗滑力矩除以下滑力矩即為邊坡巖土體的穩(wěn)定安全系數(shù)K，即：

以路塹邊坡滑坡體最高處斷面作為分析對象，其坡高最大為24.0 m。計算邊坡的穩(wěn)定性，需要用到表1的各巖土層物理力學指標，表2為計算所得結(jié)果[3]。依照相關(guān)的標準，對于次干路等級，正常工況下的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.15～1.25，而暴雨工況下，此系數(shù)為1.05～1.15。經(jīng)計算可知，不同工況條件下，路基邊坡的穩(wěn)定性都符合施工要求[4]。

2.2 圓弧滑動法存在的問題

該公路工程建設(shè)過程中，已出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)滑坡，由此可知，施工現(xiàn)場實際情況并不與由圓弧滑動法算出的結(jié)果相一致，下面從計算方法、計算參數(shù)等方面探究其原因。

2.2.1 計算方法分析

圓弧滑動法主要運用了極限平衡理論假設(shè)的內(nèi)容，并未綜合考慮土體的應力－應變關(guān)系以及具體狀態(tài)，且分析邊坡穩(wěn)定性時，無法全面與滑坡應力分布及變形等效。因此，條分邊坡巖土體時，不論是土條間的內(nèi)力，還是其底部與滑動面產(chǎn)生的反力，并不能與實際情況相吻合[5]。采用簡化Bishop法算出的結(jié)果，通常要比不平衡推力法算出的結(jié)果大10%～20%。由此可知，計算方法的選用，必須充分結(jié)合工程現(xiàn)場實際狀況，如果地形平整，具備良好的地質(zhì)條件，建設(shè)工程量較小時，適合選用簡化Bishop法，對邊坡穩(wěn)定性開展全面分析[6]。相比之下，如果地質(zhì)條件惡劣、路塹邊坡較高時，計算結(jié)果會到受巖層傾向的巨大影響，此時若還是參考使用城市平坦道路的邊坡計算模型，則會嚴重影響計算結(jié)果的準確度。

2.2.2 計算參數(shù)

采用圓弧滑動法計算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)時，巖土體抗剪強度會對邊坡產(chǎn)生抗滑力，黏聚力、內(nèi)摩擦角等對其有一定影響。通過案例分析可知，該公路項目的巖土體主要有灰?guī)r、泥巖等，具有較高的等效內(nèi)摩擦角，而且抗剪效果良好，導致計算出的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)較大。經(jīng)綜合分析施工環(huán)節(jié)內(nèi)容可知，巖土體結(jié)構(gòu)裂隙會影響到邊坡滑動面，所得計算結(jié)構(gòu)也受其影響[7]。

2.3 邊坡穩(wěn)定性計算調(diào)整

結(jié)合前述內(nèi)容以及工程施工現(xiàn)場狀況，因為城市道路路塹邊坡屬于巖土體結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)并不均勻，整體上較為松散，且不具備良好的結(jié)構(gòu)面。因此，計算邊坡穩(wěn)定性選用不平衡推力法，表3為所得結(jié)果。

3 邊坡處治方案設(shè)計與比選

3.1 抗滑擋墻

在滑坡體前緣設(shè)置抗滑擋墻，設(shè)計合理的高度、深度，要求能阻擋滑坡體發(fā)生滑移，同時采取削坡減載措施。結(jié)合施工現(xiàn)場的實際要求，需在坡腳處也設(shè)置抗滑擋墻，進一步降低荷載量，從而避免邊坡再次出現(xiàn)滑動[8]。所用的擋墻為仰斜式，是由毛石或混凝土制成，其高度為4～6 m，埋藏深度為1.2～1.5 m。此外，還需調(diào)整加大三級邊坡的坡率，依次調(diào)整為1∶1.5、1∶2、1∶2.5。

計算分析邊坡穩(wěn)定性，在邊坡地質(zhì)條件最差的部位，正常工況與惡劣工況下的安全系數(shù)，依次是1.658和1.354，都在標準范圍之內(nèi)。所以，運用抗滑擋墻進行邊坡防治，所得穩(wěn)定安全系數(shù)，符合標準規(guī)范并具有一定的可行性。

3.2 抗滑樁

將樁基插入滑坡段土體，能對滑坡體產(chǎn)生支擋作用，且增加邊坡的穩(wěn)定性，此樁柱為抗滑樁。該柱具有良好的抗滑效果，不需要大量開挖坡面，因此在坡體抗滑方面應用較多。此外，安裝抗滑樁時，需要開挖樁孔，便于勘察了解地質(zhì)狀況。

結(jié)合該工程的實際情況，使用的抗滑樁長度為16.0 m、直徑為1.2 m，各樁之間相距1.5 m。經(jīng)計算，所得穩(wěn)定安全系數(shù)都在規(guī)范標準值內(nèi)，該方案具有較高的可行性。

3.3 錨索框架梁

錨索框架梁屬于復合型支護結(jié)構(gòu)，由柔性支護錨索與混凝土框架梁構(gòu)成，主要應用于加固邊坡，具有良好的支護作用。使用錨索框架梁對巖土體實施加固，需要在滑坡體上鉆孔，將其插入巖層中，為提高加固效果，錨固深度必須符合設(shè)計標準。

使用錨索框架梁加固坡體，需將滑坡體清理干凈，同時運用錨索和坡面框架梁，其尺寸如下：各錨索水平間距為3.0 m、上下間距為2.5 m，錨固段長5.0 m，自由段最長為10.0 m、最短段為5.0 m，框架梁大小為0.4 m×

0.4 m，圖3為錨索框架梁設(shè)計簡圖。經(jīng)計算，采用該方案設(shè)計的穩(wěn)定、安全系數(shù)均符合標準要求，證明該措施可以推廣應用。

3.4 方案比選

上述三種方案設(shè)計的安全穩(wěn)定性都符合標準要求，具有較高的可行性，有助于增強邊坡穩(wěn)定性。針對城市干線公路，需要將各方面的因素綜合考慮在內(nèi)，比較各項方案，做出最佳選擇。表4為方案比選內(nèi)容。

干線公路工程在邊坡處治方面具有較高的要求，其一是必須符合相關(guān)的標準規(guī)范；其二是不能違背當?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃，盡可能地控制拆遷規(guī)模，降低建設(shè)費用；其三是要與周邊自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，美化環(huán)境。比較上述方案，抗滑擋板不需要較高的建設(shè)成本，且有利于美化環(huán)境，但需要征地拆遷，而且工程施工量大。抗滑樁的抗滑效果最佳，但施工量大，建設(shè)成本高，且不利于美化環(huán)境；錨索框架梁不需要新增用地，但施工難度大、建設(shè)成本高。

根據(jù)當?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃，此路段以南計劃建設(shè)物流園區(qū)，該工程項目會很快開工建設(shè)，場地經(jīng)過平整，邊坡高度會減少12.0 m左右，所以加固該坡面可以不使用支護加固，而錨索框架梁也不適用于該坡面，由此得出使用抗滑擋墻處治滑動邊坡為最佳方案。

4 結(jié)論

綜上所述，干線公路工程項目的設(shè)計要求較高，由此增加了路塹高邊坡設(shè)計分析的難度。選用合理的方法計算邊坡的穩(wěn)定性，并基于工程項目當?shù)氐木唧w要求，創(chuàng)建計算分析模型，綜合運用各項勘察數(shù)據(jù)資料，科學設(shè)定計算參數(shù)，以提升計算結(jié)果的準確性，確保符合工程實際情況。

綜合對比分析3種滑坡治理方案，應從技術(shù)標準要求、城市發(fā)展規(guī)劃、施工建設(shè)投資、施工任務量以及環(huán)境影響性等方面綜合考慮，在全方位對比分析后，選用最佳方案。邊坡滑坡是道路工程建設(shè)中的常見問題，治理邊坡應立足于預防，并輔以治理措施。施工前，做好全面勘察工作，收集各項數(shù)據(jù)；施工時，采取有效措施，做好積水排放；施工后，采取有效的防護措施，防止再次發(fā)生滑坡，切實保護道路安全。

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