浅谈城市快速路路堑高边坡的设计

梁建全

(河北省交通规划设计院广东分院)



浅谈城市快速路路堑高边坡的设计

梁建全

(河北省交通规划设计院广东分院)

随着经济的不断发展，城市快速的建设越来越多，其中涉及到的道路路堑高边坡支护也多来越多，本文以广东江门市某快速路为例，对道路高边坡设计策略进行简要的探讨。

快速路；路堑高边坡；稳定安全系数

1 工程概况

江门市某快速路新建工程，设计速度80 km/h、主道采用双向8车道、辅道采用双向4车道，路基标准断面66 m，该路段属于华南褶皱系粤中凹陷地带，地面高程在8.7～59.6 m之间，最大相对高差约15～30 m。沿线浑圆山丘较低，丘陵较缓，自然坡度15～20°，植被稍发育，沟谷切割为深，沟底较缓，鱼塘鳞次栉比。沿线特殊性岩土主要为素填土、软土、花岗混合岩残积土、全强风化花岗混合岩。素填土主要由粉土、砾石和块石组成，稍湿，松散，仅局部见有。软土主要为淤泥、淤泥质土，流塑，具有高灵敏性、高流变性、高触变性、高压缩性和低透 水性，承载力低，抗剪强度低，场地分布较少，10个孔揭露。花岗岩残积土、全强风化花岗混合岩，遇水具有软化、崩解性，受水影响其强度会迅速降低，稳定性。

拟建快速路路堑高边坡共计4处，其中K1+940～K2+004左侧挖方边坡；最大边坡高度为34.5 m，为保证路基稳定，防止路堑高边坡地质病害的产生，故需针对该标段内深路堑高边坡的加固、防护等进行综合设计。

2 路堑高边坡设计

2.1 路堑高边坡设计参数确定及稳定分析评价

拟建边坡稳定性分析，采用理正分析软件进行计算；对于土质边坡，采用简化BISHOP圆弧滑动法检算，取安全系数最小的控制设计。拟建道路为城市快速路，路堑边坡按一级公路标准设计。

表1 路堑边坡稳定安全系数规范值

注：正常工况：边坡处于天然状态下的工况；非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨状况下的工况；非正常工况Ⅱ：边坡处于地震荷载作用下的工况。

2.2 路基边坡设计

根据规范要求，对于土质挖方边坡高度超过20 m、岩质挖方边坡高度超过30 m地段的边坡应作个别勘察设计，并作稳定性验算，满足规定工况下的安全系数要求。K1+940～K2+004左侧边坡设计如下:

第一级边坡率1∶1，边坡高度H=8.0 m,边坡平台2.0 m;(设置主动防护网)

第二级边坡率1∶1，边坡高度H=8.0 m,边坡平台2.0 m; (设置锚索框架对边坡进行加固处理)

第三级边坡率1∶1，边坡高度H=8.0 m,边坡平台2.0 m;(设置锚索框架对边坡进行加固处理)

第四级边坡率1∶1，边坡高度H=8.0 m,边坡平台2.0 m;(设置锚索框架对边坡进行加固处理)

第五级边坡率1∶1至坡顶，不设边坡平台。

微波滤波器是一个二端口网络，它通过在滤波器通带频率内提供信号传输并在阻带内提供衰减的特性，用以控制微波系统中某处的频率响应[3]。滤波器的技术指标通常有截止频率、频率范围和带宽、通带内插入损耗IL和回波损耗RL。其中回波损耗RL、电压驻波比VSWR和反射系数Γ三个参数是相关的，通常用于反映滤波器的放射特性。相关表达式如下：

拟建路段钻孔揭露土层为4层，分别为粘性土、全风化花岗混合岩、强风化花岗混合岩、中风化花岗混合岩。边坡采用理正边坡稳定性分析软件计算，C、φ值采用地勘报告中的推荐值，计算结果为正常工况下滑力安全系数为1.276>1.2；非正常工况Ⅰ下滑力安全系数为1.272>1.1；非正常工况Ⅱ下滑力安全系数为1.203>1.05，均满足《公路路基设计规范》要求。

3 材料要求

(1)格构梁混凝土强度等级C30。

(2)预应力锚索注浆材料用42.5普通硅酸盐水泥配置的水泥净浆，浆液水灰比为0.45～0.55，浆液中可添加适量的早强剂。

(3)钢筋:HRB335,强度设计值fy=300 N/mm2；HRB400，强度设计值fy=360 N/mm2；钢绞线采用φ15.2，强度设计值1 320 MPa。

4 土方开挖技术要求

边坡整治施工时，应采取自上而下、分段分层、及时支护的逆作法或部分逆作法施工，严禁无序大开挖作业；开挖时，坡面上应保留厚度不少于20 cm的岩土体由人工开挖，并彻底清除浮土。

5 边坡安全监测

(1)检测项目：坡顶水平位移和垂直位移、锚索拉力、支护结构变形、降雨、洪水与时间关系、地下水、渗水与降雨关系。

(2)观测要求：本项目高边坡施工安全检测应委托第三方具有相应资质的单位进行。

①沿边坡坡缘线每隔约25 m设置一个水平位移、沉降观测点；另外通过其它项目观测、巡查等多种形式对边坡变形进行全面了解和监控；②观测精度要求不低于三等精度；

③基准点应在边坡施工前观测二次，监测工作从边坡整治施工开始，施工期间每周不少于3次，边坡整治施工完成后每周不少于1次(雨季应适当加密)，如位移趋于稳定则10天测量一次或更长；

④当出现以下情况之一时，应及时与甲方、设计和监理单位联系并采取相应应急措施：坡顶位移及沉降达到警戒值；位移不稳定、不收敛且超过规范要求；坡顶地面出现较大裂缝;

⑤变形预警值：根据《岩土工程监测规范》YS5229-1996和类似工程实际设计施工经验进行取值：基坑坡顶水平位移报警值、沉降报警值均为25 mm。此外，当变形不断加大，或变形速率超过3 mm/d时，也要及时进行预警。

6 质量检验

(1)锚索施工前应进行极限抗拔试验，试验数量不少于3根；验收试验抽取总锚索数的5%,且不少于3根进行抗拔承载力试验，试验最大荷载为锚索拉力设计值1.5倍。

(2)喷射混凝土应进行现场试块强度试验，试块数量为每500 m2取一组，每组试块不得少于三个；对于小于500 m2的独立工程，取样不少于一组。

(3)喷射混凝土应进行面层厚度检测，每500 m2取一组，每组试块不得少于三个；对于小于500 m2的独立工程，取样不少于一组。

(4)其他有关检测项目应参考相关规范及规程进行。

7 边坡的预警抢险与加固

(1)边坡工程施工出现险情时，应做好边坡支护结构和边坡环境异常情况收集、整理及汇编等工作。

(2)由于边坡工程高度较大，边坡整治施工前，应预计其变形及事故发生的可能性，做好边坡抢险加固的准备工作并制定相应的应急措施。

(3)在边坡施工前对边坡顶部及坡脚处均应采取可靠的围护措施，防止无关人员进入施工区域。

(4)当边坡变形过大，变形速率过快，周边环境出现沉降开裂等险情时应暂停施工，并应立即采用砂包或其他材料回填，反压坡脚；做好临时排水、封面处理；对支护结构临时加固；对险情段加强监测。

8 结 语

随着城市路网的日益完善和发展，路线的线性要求也越来越高，加上我国独特的地形地貌和地质条件，城市的快速路将不可避免的遇到高边坡路堑，本文通过结合地区项目对路堑高边坡设计进行探讨，为今后高边坡的设计提供借鉴。

[1] 中交第二公路勘察设计研究院. 公路路基设计规范(JGJ D30-2004)[S].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 徐邦栋. 高堑坡设计及病害分析与防治[M]. 中国铁道出版社，2011.

[3] 《工程地质手册编委会》.工程地质手册第四版[M].北京: 中国建筑工业出版社，2006.

2015-03-25

梁建全(1984-)，男，研究方向：道路桥梁设计。

U416.217

C

1008-3383(2015)12-0012-01