花岗岩残积土边坡综合防护治理技术研究

2019-04-03

中国勘察设计 2019年3期

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司冯家金

引言

花岗岩残积土的典型特征是粗颗粒含量高、粘聚力低，干燥状态下强度高，一旦遇水则迅速崩解，水稳定性极差[1]。残积土的成分中含有大量游离氧化物，起胶结作用，且易溶于水，随着含水量的增加，胶合物受其影响，溶解量骤增，从而导致强度降低[2]。残积土边坡因这些特征影响，受雨水冲刷后，极易形成坡面冲蚀甚至深切冲沟，严重影响边坡整体安全稳定。

关于花岗岩残积土边坡防护治理工作，前人已做了一些研究。本文以广东地区某残积土边坡工程为例，根据边坡不同区段特点，灵活采用锚索框架梁支护、局部与整体排水相结合、生态护坡等多种支护防护措施，收到了良好的安全经济环保效益，以期为边坡综合防护治理技术的研究提供借鉴。

1.工程概况

广东某场地边坡由2段边坡构成，西南侧为边坡1，东北侧为边坡2，均为土质边坡。边坡1高差约73m，坡脚长约466m；边坡2高差约52.5m，坡脚长约272m。边坡安全性等级均为一级。

该区域为花岗岩残积土分布区，土质主要为砂质黏性土。山地剥蚀残丘地貌，边坡背靠周边山体，位于山腰处，坡脚为建设场区地块。气象条件属于亚热带季风气候，冬暖但时有阵寒，夏长而不酷热，雨量充沛，常年平均气温为22.0℃，平均降水量1966.5mm。场区水文条件简单，附近无大的河流湖泊及水库等，补给方式主要为大气降水。

经岩土勘察，边坡砂质黏性岩土物理力学参数如表1所示。

2.边坡稳定性分析

边坡1最大高差63m，从上往下设计放坡高度分别为10m、10m、10m、13m、20m，设计坡率分别为 1：1、1：1.2、1：1.3、1：1.4和 1：1.5，台阶宽均为 3米。相邻边坡2最大高差52.5米，从上往下设计放坡高度分别为15m、10m、10m、17.5m，设计坡率分别为 1：1、1：1、1：1 和 1：1.667，台阶宽均为3m。

如图1、图2所示，分别选取两边坡最大高差、最危险的典型剖面，运用理正边坡综合治理软件进行稳定性分析后，得出边坡稳定安全系数Fst。

由表2可以得出，边坡1稳定安全系数不能满足《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）相关条文的要求，需要进行支护加固；边坡2稳定安全系数能满足规范要求。

表1 各层物理力学参数表

表2 边坡稳定安全系数

3.边坡综合防护治理措施

3.1 支护加固与生态防护相结合

（1）支护加固

格构梁加固技术是利用现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。因其运用范围广，加固效果较好，并且刚柔相济、美观经济，在加固多级边坡和高边坡时效果较为显著[3]-[6]。

边坡1采用预应力锚索格构框架梁进行加固。锚索采用的是无粘结预应力钢绞线7Φs15.24mm、极限抗拉强度为1860MPa，符合“GB5224”的要求，每孔锚索为4束～6束；锚孔直径Φ200mm～250mm，倾角15～20；格构框格内部采用喷薄植草绿化。

（2）生态防护

如图4所示，砂质黏性土水毁特征明显，受雨水冲刷后毁坏严重。在确保边坡总体稳定情况下，尤其需要加强生态防护及排水措施。

边坡1框架梁框格内采用喷薄植草+防护挂网排水固土防冲刷。边坡2和边坡1最上一级坡（坡率1：1.5）首次设计采用碟型胶结菱形框格护坡。因砂质黏性土质具有粘聚力低、受扰动再次粘性性差等特点，加之传统门拱型、四六方砖砌坡整体性不强，局部尤其格交点处粘结力弱，受冲刷后极易损坏。因此，本文研究设计出碟型胶结菱形框格护坡。