延安市尹家溝連接線邊坡工程設(shè)計(jì)

鄭利軍　許江杰

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司陜西西安　710086）

延安市尹家溝連接線邊坡工程設(shè)計(jì)

鄭利軍許江杰

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司陜西西安710086）

從延安市橋溝連接線的建設(shè)背景出發(fā)，分析該項(xiàng)目的交通功能、景觀需求、與周邊地形銜接情況，總結(jié)城區(qū)市政道路在復(fù)雜地形條件下的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為今后類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。

高邊坡；深填方

1　概述

1.1建設(shè)背景

延安市于2011年著手實(shí)施“中疏外擴(kuò)”的城市發(fā)展新戰(zhàn)略，尹家溝連接線位于延安市北部新區(qū)與老城區(qū)之間，是北部新區(qū)聯(lián)系老城區(qū)市中心的重要便捷通道，項(xiàng)目建成后將新老區(qū)的的交通骨架路網(wǎng)連接起來，將大大便利北區(qū)與老城區(qū)的聯(lián)系。

1.2工程規(guī)模

延安新區(qū)尹家溝新老區(qū)連接線延伸工程南起老城區(qū)長青路，北至尹家溝北段連接線，道路總長2.02km，道路紅線寬度分三段分別為56m、41m和37.5m，其中56m寬路段橫斷面采用四幅路形式，41m和37.5m寬路段橫斷面采用雙幅路形式，全線采用雙向六車道，設(shè)計(jì)車速為40km/h，道路等級為城市主干路。

2　邊坡工程設(shè)計(jì)

2.1邊坡設(shè)計(jì)

道路沿線兩側(cè)地質(zhì)情況復(fù)雜，現(xiàn)狀有既成石質(zhì)（砂巖）邊坡、土質(zhì)（黃土）邊坡以及擋土墻。現(xiàn)狀部分石質(zhì)邊坡風(fēng)化較嚴(yán)重、土質(zhì)邊坡現(xiàn)狀沖刷水毀較嚴(yán)重，結(jié)合地勘報(bào)告及工程現(xiàn)狀地形，將本次邊坡類型分為現(xiàn)狀挖方邊坡、設(shè)計(jì)挖方邊坡和填方邊坡，針對不同的邊坡類型，采用針對性的支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（1）現(xiàn)狀挖方邊坡

由于道路沿線西側(cè)基本無挖方，不需對山體或地塊開挖，但是必需對現(xiàn)狀風(fēng)化較嚴(yán)重的石質(zhì)邊坡、沖刷水毀較嚴(yán)重的土質(zhì)邊坡以及存在隱患的高擋土墻進(jìn)行防護(hù)加固設(shè)計(jì)。

對于現(xiàn)狀為風(fēng)化較嚴(yán)重的石質(zhì)邊坡，設(shè)計(jì)采用土釘+SNS主動防護(hù)網(wǎng)+噴客土進(jìn)行防護(hù)。

對于現(xiàn)狀為高擋土墻（地面以上外露高度8～10m），則進(jìn)行加固處理，本次設(shè)計(jì)提出兩種方案：“抗滑樁”和“格構(gòu)+錨桿”。

格構(gòu)+錨桿加固適用于坡體有穩(wěn)定、性質(zhì)較好的錨固地層（如基巖）的邊坡。由于現(xiàn)狀高擋土墻后填土地質(zhì)情況不明，參考地勘，該路段砂巖埋深較淺，利于抗滑樁嵌入巖體。另一方面，格構(gòu)+錨桿方案需在路基范圍內(nèi)設(shè)置操作面，影響施工進(jìn)度，而抗滑樁的施工的操作面在現(xiàn)狀擋土墻后的地塊上，不影響本道路路基和管線工程施工，故本次加固方案設(shè)計(jì)采用抗滑樁。

抗滑樁設(shè)置在擋土墻內(nèi)側(cè)距離墻身凈距1～2m處，樁徑1.5m×2.5m（方樁），樁長18～20m?？够瑯妒┕げ捎锰鴥筛鶚妒┕ぁ?/p>

對于沖刷水毀較嚴(yán)重的土質(zhì)邊坡，設(shè)計(jì)采用護(hù)面墻（一級邊坡）+打摩擦釘掛鋼板網(wǎng)+噴草籽（一級以上邊坡）的形式進(jìn)行防護(hù)。

（2）設(shè)計(jì)挖方邊坡

道路沿線東側(cè)部分路段存在挖方，需進(jìn)行邊坡及支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

對自然山體（土巖結(jié)合）進(jìn)行開挖的路段，結(jié)合現(xiàn)狀山腰處村民建窯洞開挖的平臺（平臺寬8～18m，與設(shè)計(jì)道路高差約38～46m，設(shè)計(jì)道路以上巖層（砂巖）厚度20～26m），設(shè)計(jì)邊坡采用兩級放坡，錯(cuò)臺2m，其中一級坡高為10m，坡率為1：0.4，二級坡高及坡率視實(shí)際情況確定，二級坡頂平臺寬4m。并采用土釘+SNS主動防護(hù)網(wǎng)+噴客土進(jìn)行防護(hù)；

對土巖結(jié)合面至現(xiàn)狀平臺的土質(zhì)邊坡（厚度10～20m）采用一到兩級分級放坡，坡率為1：1，錯(cuò)臺3～4m；刷坡時(shí)保證現(xiàn)狀平臺寬度不小于5m。對于K0+640～K0+760段，由于現(xiàn)狀平臺后山體高度較高，經(jīng)分析計(jì)算，需對該段土巖結(jié)合面以上土質(zhì)邊坡進(jìn)行加固。本次設(shè)計(jì)在土巖結(jié)合面以上第一級平臺下設(shè)置抗滑樁對邊坡進(jìn)行加固，樁截面1.5m×2.5m，樁長14m，樁頂埋深1m，嵌固土巖結(jié)合面以下砂巖內(nèi)5m，樁平面布置沿平臺中線布置，平行于平臺中線走向，樁間距為3.5m?？够瑯妒┕げ扇√鴥筛鶚妒┕?。

另對土質(zhì)邊坡采用打摩擦釘掛鋼板網(wǎng)+噴草籽的形式進(jìn)行防護(hù)。

對于一些局部需要開挖又必須減少占用該處地塊的地段，則設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，工程設(shè)計(jì)中常采用重力式擋土墻和樁板墻方案。由于擋土墻有就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好的優(yōu)點(diǎn)，而樁板墻施工工藝較擋土墻復(fù)雜，工期較長，造價(jià)較高。故該路段的支擋結(jié)構(gòu)方案采用重力式擋土墻，擋土墻高度為2～12m。

對于黃土質(zhì)挖方邊坡段，當(dāng)坡高小于等于6m時(shí)，采用自由放坡，坡率為1：0.75；當(dāng)6

（3）填方邊坡

由于沿線填方坡高均小于6m，設(shè)計(jì)采用自由放坡，坡率為1：1.5。

對于現(xiàn)狀防空洞路段，為減少對該地塊的占用，設(shè)置路肩墻，墻高10～12m，另該段道路外側(cè)設(shè)置的防空洞保通路外側(cè)也設(shè)置路肩墻，墻高2m～10m。

2.2高邊坡穩(wěn)定計(jì)算

本工程沿線土質(zhì)山體邊坡高度較高，坡高最大達(dá)70m。

對自然山體進(jìn)行切剖面，得到4個(gè)代表性邊坡坡面線。經(jīng)過分析，確定該兩段范圍內(nèi)黃土邊坡呈現(xiàn)“上緩下陡”的自然特點(diǎn)，下部黃土體自然穩(wěn)定平均坡度38.0～54.0°，上部黃土體自然穩(wěn)定平均坡度16.0～30.0°。

根據(jù)《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ194-2013）中相關(guān)要求，該兩段道路高邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值如下：天然狀態(tài)下取1.20，在暴雨?duì)顟B(tài)或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下取1.10。

計(jì)算采用圓弧破裂法驗(yàn)算上述高邊坡放坡方案的穩(wěn)定性，計(jì)算選用理正巖土工程計(jì)算程序，分析方法采用瑞典條分法，經(jīng)搜索危險(xiǎn)圓弧，算得不同工況各代表斷面的安全穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表1。

經(jīng)比較分析，在該區(qū)段土巖結(jié)合面以上土體的第一級平臺設(shè)置一排抗滑樁，截面1.5m×2.5m，樁長14m，樁頂埋深1m，樁底嵌固土巖結(jié)合面以下砂巖內(nèi)5m，樁間距3.5m。加固處理后，天然狀態(tài)下的邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)＞1.20，在暴雨?duì)顟B(tài)或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)＞1.10。

表1　

2.3路基、路面排水

全線設(shè)置的路基排水設(shè)置有：邊溝、排水溝、截水溝、平臺截水溝、排洪渠等，以排引流向路基的地表水，本次設(shè)計(jì)將邊溝的水通過沉砂井與橫向排水管接入排洪涵。全線路面排水采用車行道兩側(cè)的雨水箅子收集，并匯入雨水管道系統(tǒng)進(jìn)行排放。

2.4路基處理

對于路線經(jīng)過區(qū)局部路段分布有面積較大、厚度不等的雜填土。其結(jié)構(gòu)松散、不均勻，不經(jīng)處理不能作為路基土使用。對于厚度大于3m的雜填土采用強(qiáng)夯處理，并在頂部加鋪一層50cm厚的石灰土。對于小于3m的雜填土，則換填素土，并壓實(shí)。

道路沿線部分路段地下水位較高，對于地下水位較高的路段，在路基寬度內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)以下路床50cm范圍內(nèi)設(shè)置級配碎石透水層，層頂鋪設(shè)防水土工布（反包路面結(jié)構(gòu)），并在級配碎石透水層兩側(cè)設(shè)置排水盲溝。

對于路基填筑時(shí)的素土，路床頂面50cm范圍進(jìn)行摻灰6%處理，并夯實(shí)碾壓。

另為了保證路基穩(wěn)定和強(qiáng)度，道路全段均應(yīng)清除路基范圍內(nèi)的各種雜物、垃圾或腐植性土等，清表厚度為0.5m。

土基回彈模量不小于40MPa。

3　結(jié)語

通過延安市尹家溝連接線工程的設(shè)計(jì)，闡述城區(qū)市政道路在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，希望為今后類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

[1]《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）.

U416.1+4

A

1673-0038（2015）26-0268-02

2015-6-1

鄭利軍（1982-），男，工程師，主要從事道橋設(shè)計(jì)工作。