单婷婷，屠水云，郭婷婷，冯兆栋

（1.昆明理工大学，云南 昆明，650000；2.云南地矿工程勘察集团公司，云南 昆明650041；3.北京有色金属研究总院，北京 100032）

边坡如不及时采取合理的治理措施，随着时间推移，在岩土体不良工程地质、雨水、地震及人类工程活动等综合影响下，边坡将加剧发展成为滑坡，滑坡范围及滑面深度不断扩大变深，滑坡松散物质进入坡前沟床，在雨季强降雨条件下形成沟谷型泥石流，以致造成巨大的损失。

1 工程概况

边坡位于中国墨江国际双胞小镇二期云南汇达置业1-2地块西南侧，原为一平缓的斜坡，经人工逐级开挖后形成四级阶梯状边坡，自下而上在第一级边坡坡面上可见有开裂和局部垮塌现象（图2），边坡岩土体经人工扰动后，自身稳定性下降，威胁待建工程场地安全性。

该边坡呈南西—北东展布，坡向108.4°，坡度近似45°，横向宽约160m，纵向长约55m，相对高差约40m，坡顶为第四系残坡积层（Q4el+dl），厚度约为4～6m。

2 工程地质特征

工作区地形起伏较大，现为一开挖形成边坡，坡高约45m（从最高点算起，即为三号剖面线），坡顶高程约为1357m，坡度40°～60°，边坡总体走向南西-北东向，局部近南北向。开山削坡后在下方1313m高程为拟建的居民小区，现场地大部已基本平整完毕。

本边坡地层分布特征对所有钻孔进行统计，根据下方场地工程岩土勘探钻孔揭示，各岩土层特征自上而下为第四系人工堆积层（Q4ml）素填土、第四系残坡积层（Q4el+dl）粉质粘土、志留系上统（S3）全风化泥质粉砂岩、志留系上统（S3）强风化泥质粉砂岩、志留系上统（S3）中风化泥质粉砂岩。

3 边坡防治设计

云南汇达置业对整段边坡采用分级放坡和“挡土墙+锚杆框格梁+锚索框格梁+地表及坡面排水”护坡的支护方案，于混凝土网格梁内填土种植藤蔓植物作坡面绿化。钢筋混凝土网格护坡置于开挖边坡表面，纵、横梁截面均为40cm×40cm，为C25现浇混凝土。网格梁护坡沿横向按3.5m分缝为单元，上下两级护坡分缝错缝布置。坡面设仰斜排水孔，孔径50mm，孔深1.0m，在网格梁内间隔布置。设计于网格梁纵横梁节点处设置水泥砂浆锚杆，锚杆采用∅25钢筋，长9m。锚杆方向与坡面夹角25°, 锚孔孔径91mm，采用M30水泥砂浆一次注浆。

3.1 治理工程设计相关参数

根据边坡的展布方向，通过分析边坡内岩性分界面、层间结构面、风化强度差异面和已有变形破坏迹象等特征，推测边坡可能沿残坡积层、全风化带与下伏强风化带差异面发生滑移垮塌，计算断面选取该边坡不同部位的控制性纵剖面进行计算。

具体计算参数取值见表1。

表1 参数取值表

3.2 锚索挡墙工程

在第一级边坡坡脚处，设置一段挡土墙，挡墙分三段，高5m部分位于坡体南侧，采用片石+混凝土+锚索的结构，长18.5m，距墙顶2m处设一排锚索，锚索间距4m；高4m部分位于坡体中部，长27.5m，采用M7.5浆砌石砌筑，面坡坡比1∶0.5，背坡坡比1∶0.3；高3m部分位于坡体北侧，长59m，采用M7.5浆砌石砌筑，面坡坡比1∶0.5，背坡坡比1∶0.3。挡墙每隔20m设计宽3cm的伸缩缝。

3.3 锚索、锚杆框格梁工程

3.3.1 框格梁设计与布置

第二级坡面长度最短10.6m，因此框格梁结构尺寸竖向设计3.3m；横向为4m，均为C25钢筋砼梁，第一级、第三级坡面框格梁结构尺寸竖向设计4m；横向为4m。为与边坡支护设计相衔接，框格梁沿横向按16m分缝为单元，缝宽10cm，与上下两级坡面的网格梁分缝错缝布置,错缝距离为单片框格梁横向长度的一半。

3.3.2 锚索、锚杆布置

根据《铁路路基支挡结构设计规范》表12.2.4可知，锚固钢材∅15.24钢绞线的设计强度值为155kN/根。框架梁的格构内力荷载应为两孔锚索的设计吨位，即3束锚索框架荷载q=465kN，采用剪支梁公式计算两锚索之间的格构内力，所选断面尺寸能满足强度和配筋要求。

对第二级、第三级边坡采用预应力锚索、锚杆框格梁加固，锚索、锚杆上下相间布置。锚索长18m，锚固段长8m，下倾角25°。锚索采用3束∅15.24钢绞线，设计承载力465kN，张拉锁定荷载490kN；锚具用OVM15-5，定位环间距1m；采用C25混凝土墩封锚,灌浆充裕系数1.25，具体布设情况详见设计图册。

3.3.3 锚索工程设计

依据计算的各剖面暴雨设计工况滑块最大剩余推力平均值F=282.3kN/m，由于边坡为土质边坡类，利用公式(1)计算设计锚固力。

式中Pt——设计锚固力，kN；

β——锚索与水平面的夹角，°，取β=25°；

计算的设计锚固力为Pt=369.22kN。

根据剖面情况，取锚固角θ=25°，由公式（2）计算每孔锚索钢绞线的根数。

式中Fsi——安全系数，取Fsi=2.2；

Pu——锚固钢材极限张拉荷载，kN，取Pu=259kN。

经计算n=2.84根,取3根∅15.24钢绞线，锚孔横间距根据设计锚固力采用4.0m，纵间距采用3.3m、4m。

计算锚固段长度

式中La——注浆体与锚索间粘结长度，m；

Lb——地层与注浆体间粘结长度，m；

ζ——界面粘结强度降低系数，≥2根取0.6；

n——钢绞线的根数，取n=3；

Fsi——安全系数，永久性锚固取Fsi=2.2；

dh——单根锚索直径，m，取dh=0.0152m；

D——锚固体直径（m），取D=0.11m；

τ1——钢绞线与注浆体的粘结强度设计值，取τ1=2400kPa；

τ2——注浆体与地层粘结强度设计值，取τ2=600kPa。

在此取3束锚索进行计算，计算出La=2.58m、Lb=4.48m，取锚固段长度为8.0m符合规范要求。根据剖面情况，锚索自由段长度一般应超过破裂面1.0m，且自由段长度不小于5.0m,根据剖面推测潜在滑动面的深度，取自由段长度为8.5m，锚索外露部分长度取1.50m。因此，总锚索长L=8+8.5+1.5=18m。预应力锚索的锚固角度设计为25°，锚固段设计长8m。锚固段设在假设滑床中风化粉砂岩基岩中，锚索全长为18m。预应力锚索采用高强度低松弛、抗拉强度不小于1860Mpa的钢绞线，每孔设计3∅15.24的钢绞线。锚索的设计锚固力为465kN，设计张拉荷载为490kN，超张拉值取10%，总张拉力为540kN，分四次张拉，第一次张拉力为100kN，第二次张拉力为200kN，第三次张拉力为300kN，第四次张拉力为400kN，最终锁定张拉荷载值为400kN。

3.4 坡面防护工程

对二、三边坡采用锚杆、锚索网格梁护坡，锚杆采用∅28钢筋，长9m。锚杆方向设计为25°,锚孔孔径91mm，采用M30水泥砂浆一次注浆。框格梁与边坡支护设计相同，上下两级护坡亦分缝错缝布置。限于治理范围，第一级、第三级边坡两侧不能按16m整单元设置网格梁，则将边部的网格梁并入外围边坡支护的网格梁设为一个单元。

锚杆张拉控制力不宜超过0.65倍钢筋强度标准值，HRB400∅28钢筋抗拉强度标准值fyk=335N/mm2,即锚杆张拉控制力不宜超过134kN，9m锚杆设计抗拔力90kN。锚索（锚杆）框格梁工程实施完毕后在各级边坡平台处栽种爬山虎类植物进行坡面植草绿化，绿化面积约4580m2。

3.5 排水工程

在边坡体后缘及两侧布设G1—G2截水沟，截水沟的截面尺寸为底宽62cm、上宽120cm、高60cm，截面形式为梯形，设计截水沟总长约226m，由于截水沟水力坡降较大，特在沟口处设置一消能池，沟体均采用M7.5浆砌石砌筑。另外在各级边坡坡脚处布设了进平行状的一排G3—G6坡面排水沟，并沿纵向G1—G2排水沟排入边坡两侧截水沟，形成完整的排水系统，G3—G6排水沟的截面尺寸为0.6m×0.4m，截面形式为矩形，设计排水沟总长约345m，采用M7.5浆砌石砌筑。整个排水工程经过计算，最大过水流量为0.26m3/s，能满足整体边坡排水需要。

4 结 语

1）该边坡防治工程主要采用挡土墙+锚杆框格梁+锚索框格梁+地表排水相结合的综合治理。

2）边坡防治工程的环境保护主要是采用加强施工管理的方式减少施工过程中对周边环境的影响。

3）边坡防治工程的实施，有利于社会稳定，可减缓或遏制边坡边坡灾害的发生、发展，改善生态环境。