城市道路高边坡设计施工技术探讨

2017-06-22刘睿李璐

黑龙江交通科技 2017年4期

关键词：挖方抗滑桩边坡

刘睿，李璐

(1.重庆市江津区建设工程质量监督站，重庆400021;2.重庆纵横工程设计有限公司，重庆400021)

城市道路高边坡设计施工技术探讨

刘睿1，李璐2

(1.重庆市江津区建设工程质量监督站，重庆400021;2.重庆纵横工程设计有限公司，重庆400021)

结合某城市道路高边坡工程对高边坡设计施工技术进行探讨，详细介绍了边皮稳定性验算、边坡支护、边坡施工等内容，为类似工程设计施工提供参考。

高边坡;边坡稳定性验算;边坡支护;边坡施工

1 工程概况

本项目为城市支路L61路，双向两车道，路起点接金渝大道，道路线形先向西与金渝大道平行，然后转弯向北，中途与其他路段形成T字形交叉口，终点与L37路形成T字形交叉口，该交叉口以后路段为L42路南段。L61道路全长1 127.747 m，标准路幅宽18 m和16 m，其中车行道为10 m。根据道路设计，本工程在道路桩号K0+960～K1+ 127.747段道路左侧，道路桩号K1+000～K1+ 127.747段道路右侧形成挖高边坡，其最大挖方高度约为62.0 m。根据重庆市建设委员会《关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见》(渝建发(2010)166号)，本工程部分挖方边坡高度已超过该规定的要求，应对高边坡设计作专项评估。

2 设计依据

业主提供的现状1∶500实测管线及地形资料以及中铁工程设计院有限公司提供的《L61路道路及配套工程补勘之二工程地质详细勘察报告》(里程桩号:K0+960～K1+240段)(直接详细勘察) (2014年9月)。

3 工程地质条件

3.1 气象、水文

拟建场区属亚热带湿润季风气候区，具有冬暖春早、夏热秋凉，气候温和、雨量充沛，空气湿度大、云雾多，常年平均气温18.6℃，极端最高气温达42.9℃(2006年8月15日)，极端最低气温－3.1℃(1992年月16日)，多年年平均降雨量1 185.6 mm，其中大暴雨多集中在7～8月，年最大降雨量1 532.3(1998年)，多年最大月降雨量358.9 mm(6月)，日最大降雨量266.6 mm(2007年7月17日)，历年平均风速0.9m/ s，最大风速14 m/s。

3.2 地形、地貌

项目建设区域位于重庆市北部新区礼嘉。拟建道路沿线地貌属构造剥蚀浅丘地貌，现拟建道路范围因随机抛填素填土，抛填厚度大，地貌地形变化大，拟建区域现状中部地形较平坦，形成平台，平台四周均为随机抛填后呈自然休止角斜边坡，平台起伏小，地形坡角约1～3°，平台四周斜边坡稍陡，达10～30°，局部陡坎处达40°以上。场区最高点高程358.27，最低点高程306.36 m，相对高差51.91 m。人类工程活动强烈。

3.3 地质构造

拟建道路位于龙王洞背斜西翼。岩层呈单斜产出，产状为286°∠11°，层面裂隙不发育，裂面凹凸不平，可见延伸长度1～3 m，闭合～微张，结合一般，属硬性结构面。

区内发育有2组裂隙:裂隙①产状198∠72°～85°，裂隙面平直，张开约1～3 mm，泥质充填，间距1.0～2.0 m，延伸5～8 m，贯通性一般，结合程度差，属硬性结构面;裂隙②产状101～117°∠61～79°，裂隙面平直，张开约1～3 mm，间距0.5～4.0 m，延伸2～4 m，无填充，裂面有斑锈，贯通性一般，结合程度差，属硬性结构面。

通过本次勘察证实，场地内无断裂通过，且周边断裂距场区较远，无明显活动痕迹，拟建场地处于周围微弱活动环绕的地壳稳定区，对拟建工程无不良影响。因而场地所在地段地质构造简单，属稳定地块。

4 高边坡支护设计

根据道路设计标高，道路桩号K0+960～K1+ 127.747两侧均为挖方区，两侧形成挖方路堑，北侧为1#边坡，南侧为2#边坡，根据钻探揭露线路段地层有粉质粘土、强风化泥岩、砂岩及中风化泥岩、砂岩。该段道路岩土体现状稳定，未见不良地质现象。按照设计标高场平后，拟建道路左右侧将形成高约43.0 m的挖方边坡。按照设计路面标高进行路基平整后将在拟建道路南北侧形成挖方边坡，边坡高度为12.40～46.20m，边坡安全等级为一级。道路南侧土质边坡，坡长约174 m，坡向约为4～57°。道路北侧土边坡，边坡高度为12.40～46.20 m，边坡安全等级为一级。坡长约174 m，坡向约为184°～237°。由于篇幅所限，本文主要针对南侧边坡进行研究。

4.1 边坡稳定性验算

按照设计路面标高进行路基平整以后，该段将形成的挖方路堑边坡高度约12.40～46.20 m，边坡安全等级为一级。挖方段横坡地形起伏(地形坡角一般为2～32°)，下伏基岩面倾角大于12°。剖面段现地面和土岩接触面坡角较起伏，挖方边坡易沿基岩面或土体内部发生滑移失稳，直立开挖不稳定;为验算挖方后的稳定性，选取代表剖面进行稳定性计算。根据设计，该段按放坡处理，计算按设计坡型考虑。稳定性计算参数取值，按照粉质粘土室内试验数据及当地经验结合取值:人工填土天然重度取21.0 kN/m3，C值取0，φ值取28°，饱和重度取22.0 kN/m3，C值取0，φ值取22°;安全系数均为1.30，稳定性分析计算成果见表1。

表1 南侧边坡代表性剖面计算

计算结果表明，该挖方路堑在天然状态下稳定系数为1.10，在饱和状态下稳定系数为0.83，处于不稳定状态。该挖方边坡在饱和状下易沿基岩面或土体内部滑动。建议坡脚设置抗滑桩板挡墙支挡，以中风化基岩为基础持力层;放坡坡率为1∶1.75，6 m为第一级，6 m以上每8 m为一级，每级间设置宽度不小于2.0 m的碎落台。并做好坡顶坡底排水导流工作。

4.2 边坡支护设计措施

边坡为土质边坡，因受华侨城地块用地限制，该段边坡无坡率法放坡条件，经与业主及华侨城协调后采用路边设置临空10 m挡墙，上部按坡率1∶2放坡，每10 m设置一个台阶，台阶宽度2.0 m。针对路侧临空10 m挡墙，根据地勘资料，K1+034～K1+067段，岩土界面较陡，边坡存在沿岩土截面下滑风险，根据地勘资料，如设计采用两种方案进行支护:

方案一仅在坡脚设置抗滑桩，约需桩径3.2 m，桩间距4.0 m，桩截面过大，施工风险大，设计不合理。

方案二采用两排抗滑桩进行支护，在坡顶下一级设置一排抗滑桩，在坡脚设置一排抗滑桩进行分级支护。上排抗滑桩截面2×2.5 m，桩间距4.0 m，采用人工挖孔成桩，下排抗滑桩径2.4 m，桩间距4.0 m，采用机械成孔。该方案可以分级解决边坡整体下滑力过大问题，边坡坡面也与前期与华侨城地块协调情况一致，所以以该方案作为推荐方案。

K0+067～K1+127.747段，岩土截面较为平缓，且路面以下仍存在较厚土层，所以路侧抗滑桩主要受土体内部圆弧滑动控制，设计采用桩板挡墙进行支挡，桩径2.4 m，桩间距4.0 m，采用机械成孔。

4.3 边坡施工

边坡施工采用边观测收集信息变动态施工，发现边坡位移过大，发生速变情况，周围出现出现沉降开裂等情况应暂停施工，分析险情原因，及时采取应对措施。严禁无序大开挖、大爆破作业，以保证坡顶建(构)筑物不出现危险。应加强整个边坡(含坡肩上部)的排水系统设置，尽量避免地表水和生活废水排入坡体。支挡结构也必须设置较好的泄水设施，边坡顶部应设置截水沟，边坡底部应设置排水沟。施工过程中严格禁止在坡顶堆载。