市政道路高邊坡設(shè)計及穩(wěn)定性評價

周楊

【摘 要】邊坡的失穩(wěn)通常是由多種因素共同作用的結(jié)果，其一是外力的作用破壞了巖體或土體原來的應(yīng)力平衡；其二是巖體或土體的抗剪強度受外界因素的影響而降低?，F(xiàn)以某公園西路北拓段邊坡設(shè)計工程為例，介紹高邊坡評價及支護設(shè)計。本文主要針對市政道路高邊坡設(shè)計及穩(wěn)定性進行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】市政道路；高邊坡；設(shè)計；穩(wěn)定性

1我國市政道路的情況

當前我國城市中的市政道路大多數(shù)屬于雙向六車道，其次就是雙向四車道，并且道路中的車速是由該道路具體的交通情況與附近的車流量所決定的，在市政府對市政道路進行鋪設(shè)時，一般路面是由瀝青鋪設(shè)。與此同時，在鋪設(shè)時，還要考慮當段區(qū)域中路基的起伏趨勢以及地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上所列舉的信息，才能結(jié)合必要的技術(shù)展開實際設(shè)計，保證市政道路的質(zhì)量與安全性。此外，我國市政道路施工中常見的一種建設(shè)難題是不良地質(zhì)段高邊坡，因為高邊坡之下蘊含豐富的地下水，并且水位相較其他路段而言較高，因此該路段的土質(zhì)較差，土巖面存在滑移的可能性，建設(shè)中可能會出現(xiàn)滑坡、邊坡不穩(wěn)的狀況，以下圍繞當前我國市政道路常見的不良地質(zhì)段高邊坡問題展開有效的分析。

2工程概況

某公園西路北拓段（以下簡稱公園西路）起于現(xiàn)狀公園西路，止于悅港北路，設(shè)計車速為50km/h，道路等級為城市主干路，道路全長約為2.75km，道路標準路幅寬度為32m，雙向六車道。根據(jù)重慶市建委渝建發(fā)[2010]166號文件精神，某公園西路北拓段K0+000～K0+240兩側(cè)、K1+500～K1+990兩側(cè)為路基高挖方路段，最高挖方邊坡約為40.04m。某公園西路北拓段K2+000～K2+700右側(cè)為高填方路段，最高填方邊坡約為35.2m。

3高邊坡地質(zhì)評價及處治措施

3.1挖方基段K0+000～K0+240兩側(cè)該段為挖方路基段，覆蓋層為粉質(zhì)粘土和素填土，厚0.00～2.30m，下伏基巖為泥巖和泥灰?guī)r，及少量頁巖。道路按設(shè)計開挖后，左右兩側(cè)形成挖方邊坡，主要由泥巖、砂巖和少量粉質(zhì)粘土組成。

左側(cè)按設(shè)計巖質(zhì)坡率1∶0.75，土質(zhì)坡率1∶1.50分階開挖后，最大挖方高度為26.28m，部土層為粉質(zhì)粘土，厚度最大為2.10m，巖土組成為泥灰?guī)r和少量粉質(zhì)粘土，邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類別為III類；右側(cè)按設(shè)計巖質(zhì)坡率1∶0.75，土質(zhì)1∶1.00分階開挖后，最大挖方高度為35.42m，上部土層為粉質(zhì)粘土，厚度最大為2.30m，巖土組成為泥灰?guī)r和少量粉質(zhì)粘土，邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類別為III類。

由地勘報告中的赤平投影分析圖可知道路左側(cè)邊坡傾向為78°，為反向坡，裂隙2為主控外傾結(jié)構(gòu)面，傾角85°，按設(shè)計坡率值放坡后邊坡坡度小于裂隙傾角，邊坡穩(wěn)定性主要受巖體強度控制，破壞模式主要為風化剝落和局部崩塌掉塊。邊坡破裂角取61°，等效內(nèi)摩擦角泥灰?guī)r取55°。

右側(cè)巖質(zhì)邊坡為順向坡，層面裂隙為主控外傾結(jié)構(gòu)面，邊坡可能沿巖層層面產(chǎn)生剪切滑動破壞，裂隙1和巖層層面組合交線傾向坡外，傾向249°，傾角約11°，邊坡可能沿裂隙組合交線形成楔形體破壞，按設(shè)計坡率值1∶0.75分階放坡后邊坡坡度為53°，大于巖層傾角12°。巖層傾角較小，定性評價該邊坡按設(shè)計坡率開挖后處于穩(wěn)定狀態(tài)，由于邊坡有豎向裂隙2存在，若在施工擾動下貫通后，易使邊坡面附近巖體采生小規(guī)?；瑒?。以3-3'剖面為例對邊坡穩(wěn)定性進一步驗算，驗算公式采用《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50332-2013）附錄A中A.0.2公式。巖層層面為潛在滑面，傾角為12°，天然狀態(tài)下層面為硬性結(jié)構(gòu)面，抗剪參數(shù)c取90kPa，φ取27°；受后緣裂隙充水飽和后，層面按軟弱結(jié)構(gòu)面考慮，飽和抗剪參數(shù)c取35kPa，φ取15°，泥灰?guī)r飽和重度取26.2kN/m3?？紤]后緣沿裂隙2充水高度8m。

3-3'剖面平面滑動法穩(wěn)定性計算表

驗算結(jié)果表明：按照設(shè)計意圖開挖后，穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.41>1.35，表明該邊坡滑面飽和工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)。建議邊坡按設(shè)計坡率值放坡后，加強邊坡截排水系統(tǒng)，防止地表水下滲形成后緣裂隙充水的情況。建議按設(shè)計坡率值放坡后，對巖質(zhì)邊坡采用防風化處理，土質(zhì)邊坡采用格構(gòu)護坡，并進行綠化。

3.2挖方路基段K1+500～K1+990m兩側(cè)

該段為挖方路基段，覆蓋層為粉質(zhì)粘土和素填土，厚0.60～6.30m，下伏基巖為泥巖和砂巖。道路按設(shè)計開挖后，左右兩側(cè)形成挖方邊坡，主要由泥巖、砂巖和少量粉質(zhì)粘土組成。左側(cè)按設(shè)計巖質(zhì)坡率1∶0.75，土質(zhì)坡率1∶1.00分階開挖后，最大挖方高度為15.90m，上部土層為粉質(zhì)粘土和素填土，厚度最大為7.10m，為巖土混合邊坡，邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類別為III類；右側(cè)按設(shè)計巖質(zhì)坡率1∶0.75，土質(zhì)1∶1.00分階開挖后，最大挖方高度為26.30m，上部土層為素填土，厚度最大為2.30m，巖土組成為泥灰?guī)r和少量素填土，邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類別為III類。

左側(cè)邊坡上部土層巖土界面平緩，邊坡開挖主要破壞模式為土體內(nèi)部的圓弧滑動破壞；由下部巖質(zhì)邊坡赤平投影分析圖可知道路左側(cè)邊坡傾向為78°，為反向坡，裂隙2為主控外傾結(jié)構(gòu)面，傾角85°，按設(shè)計坡率值放坡后邊坡坡度小于裂隙傾角，邊坡穩(wěn)定性主要受巖體強度控制，破壞模式主要為風化剝落和局部崩塌掉塊。邊坡破裂角取61°，等效內(nèi)摩擦角泥灰?guī)r取55°。右側(cè)巖質(zhì)邊坡為順向坡，層面裂隙為主控外傾結(jié)構(gòu)面，邊坡可能沿巖層層面產(chǎn)生剪切滑動破壞，按設(shè)計坡率值1∶0.75分階放坡后邊坡坡度為53°，大于巖層傾角12°。巖層傾角較小，定性評價該邊坡按設(shè)計坡率開挖后處于穩(wěn)定狀態(tài)，由于邊坡有豎向裂隙2存在，若在施工擾動下貫通后，易使邊坡面附近巖體采生小規(guī)模滑動。建議邊坡按設(shè)計坡率值放坡后，加強邊坡截排水系統(tǒng)，防止地表水下滲形成后緣裂隙充水的情況。建議按設(shè)計坡率值放坡后，對巖質(zhì)邊坡采用防風化處理，土質(zhì)邊坡采用格構(gòu)護坡，并進行綠化。

4結(jié)束語

綜上所述，由于邊坡巖土介質(zhì)的復(fù)雜性、可變性和不確定性，地質(zhì)勘察參數(shù)難以準確確定，加之設(shè)計理論和設(shè)計方法帶有經(jīng)驗型和類比性，因此邊坡工程的設(shè)計往往難以一次定性，需要根據(jù)施工中反饋的信息和監(jiān)控資料不斷進行校核、補充和完善設(shè)計。這是目前邊坡工程處治設(shè)計中較為科學(xué)的動態(tài)設(shè)計方法，這種設(shè)計法要求提出特殊的施工方案和監(jiān)控方案，以保證在施工過程中能獲取對原設(shè)計進行校核、補充和完善的有效資料和數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1]壓力分散型錨索在高邊坡設(shè)計中的應(yīng)用[J].詹海玲.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2017（01）

[2]高邊坡設(shè)計研究[J].彭燕杰.廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報.2018（03）

（作者單位：中國河南國際合作集團有限公司）