海南某滨海边坡稳定性计算及加固方案设计

黄 亮

(湖南理大交通科技发展有限公司，湖南 长沙 410001)

海南某滨海边坡稳定性计算及加固方案设计

黄 亮

(湖南理大交通科技发展有限公司，湖南 长沙 410001)

介绍了海南万宁石梅湾至大花角旅游公路沿线经过神州半岛等滨海区域的边坡防护设计，根据K6+402～K6+502处边坡的原始滑坡记录和地质勘查报告、施工初期边坡发展状况等资料，对已开挖的边坡稳定性进行了计算，并结合实际情况对防护工程进行了重新设计，以保证工程的安全性。

边坡，稳定性，计算，加固

0 引言

海南省旅游公路万宁石梅湾至大花角段示范工程路线全长约35.44 km，途经较长距离的滨海区域。设计车速40 km/h；车道规模为双车道+慢车道。该旅游公路高于30 m的边坡有十余处，因此，对K6+402～K6+502边坡稳定性影响因素进行探讨分析并选择合理的加固防护措施，对全线高边坡的加固设计、施工以及运营具有参考价值。

1 工程概况

1.1 地形地貌

边坡沿线属丘陵斜坡地貌，地表植被发育；该边坡处于丘陵山体阳坡地带，沟谷切割不强烈，山梁坡体走向约155°；圈椅状形态地貌，滑坡后壁及侧壁清晰明显，形成高约1.0 m～8.0 m的滑壁陡坎，陡坎倾向滑坡体内，倾角50°～80°。后缘高程79.60 m，前缘高程23.34 m，相对高差56.26 m。

该路段在施工前已发生过滑坡，滑坡主要由下方的1号滑体和上方的2号滑体共同组成，在1号滑体滑动后，2号滑体失去支挡产生滑动，在进行开挖施工时，还存在一个3号滑塌体，各滑体的概况如下：

1号滑体后缘被2号滑体掩埋，边界模糊；滑动方向160°，长约130 m，前缘宽约110 m，后缘宽约55 m，滑体土层平均厚度约9.0 m，体积约为60 000 m3。2号滑坡位于1号主滑体后部，滑坡壁倾角约50°～85°，滑坡侧界清晰，滑动方向140°；长约60 m，前缘宽约55 m，后缘宽约40 m，滑体土层平均厚度约5.0 m，滑体体积大约为15 000 m3。3号滑塌体位于主滑体前缘东半部，地下水丰富，涌水量最大时可达5 m3/h，但随时间延长呈放缓趋势；该滑塌体长约30 m，后缘接近圆弧状，前缘宽约35 m，滑动方向为155°，属于主滑体上的局部滑动体。

综上所述，该处滑坡属中型中层牵引式风化层工程滑坡。

1.2 地质构造及地层岩性

岩层产状190°∠22°，边坡倾向155°，岩层倾向与斜坡倾向基本一致，1号滑坡地表原始坡度约20°，2号滑坡体地表原始坡度约35°，滑坡后缘背靠山坡，局部坡度超过45°，属顺层边坡；且滑坡后缘为近东西向的正断层。

2 边坡稳定性计算

根据上文所述地层岩性情况及GB 50021—2012岩土工程勘察规范[1]、GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范[2]、DZ/T 0219—2006滑坡防治工程设计与施工技术规范[3]相关规定，滑动面按折线形处理，采用传递系数法进行稳定性评价和推力计算。

根据JTG D30—2004公路路基设计规范[4]相关规定及该边坡所处沿海地带的实际情况，分别考虑正常(天然状态)和非正常(连续降雨或暴雨)两种工况，稳定性安全系数分别取为1.25和1.15。

现选定滑坡体内的三条沿主滑动方向的工程地质纵断面Ⅰ—Ⅰ′，Ⅱ—Ⅱ′，Ⅲ—Ⅲ′剖面，分别进行上述条件下的滑坡稳定性计算分析，各计算剖面如图1所示。

稳定性计算公式如下所示[5]:

(1)

ψj=cos(θi-θi+1+1)-sin(θi-θi+1+1)tanφi+1

(2)

Ri=Nitanφi+CiLi

(3)

其中，Fs为稳定系数；θi为第i块段滑动面与水平面之间的夹角,(°)；Ri为第i块段受到的滑动力,kN/m；Ci为第i块段土的粘聚力,kPa；φi为第i块段土的内摩擦角，(°)；Li为第i块段滑动面长度,m；Ti为第i块段土体受到的滑动力沿滑动面方向上分力，kN/m；与滑动方向相同时，Ti为正；ψj为第i块段的剩余下滑动力的传递至i+1块段时的传递系数(j=i)。

滑坡下滑推力计算公式为：

Fn=Fn-1ψ+γtGnt-Gnntanφn-CnLn

(4)

ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tanφn

(5)

其中,Fn，Fn-1分别为第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力；ψ为传递系数；γt为滑坡推力安全系数，本次计算取1.25；Gnt，Gnn分别为第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力；φn为第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值；Cn为第n块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；Ln为第n块滑体沿滑动面的长度；βn，βn-1分别为第n块、第n-1块滑体的滑动面与水平面的夹角。

根据实验数据及相关参考资料，各计算参数选取如表1，表2所示，根据地勘情况，三个计算剖面的土体参数取值与岩体力学参数取值可按同一组数值进行计算。

表1 滑坡土体物理力学参数建议值表

表2 滑坡岩体物理力学参数建议值表

为安全和简化计算，滑坡体地层统一为残坡积的粘性土，重度按19.0 kN/m3计算。

根据上述公式及表1，表2的参数计算指标,可得滑坡在各状态下的稳定性系数，并根据滑坡稳定性安全系数采用传递系数法对滑坡剩余下滑力进行计算，各计算结果见表3。

表3 滑坡稳定性计算结果

综上结果所述：现状条件下该坡体处于不稳定状态，Ⅱ—Ⅱ′和Ⅲ—Ⅲ′剖面滑坡剩余下滑力较大，存在整体滑坡的可能，需对坡体进行加固处治。

3 边坡方案加固设计

根据上述计算结果及开挖现场边坡的滑坡体发展状况，拟采用的加固方案为：

1号滑体采用两排嵌岩桩板式挡土墙处理，第一排设置在坡段中部，第二排设置在坡段底部；做适当的削方卸载处理；同时在滑体内及滑坡体周界以外布置截水沟，并进行裂缝封填。修整后的边坡，采取CF网植草防护。2号滑体采用预应力格构锚杆进行边坡锚固，框架内采用植草防护(设计方案见图2)。

采用上述方案的主要理由有：

1)双排抗滑桩+预应力锚杆框架梁的组合模式，具有较强的技术先进性，不仅有效的加固已滑滑坡，同时减少了土石方开挖工作量，占用土地较少，对环境扰动较小。

2)该方案为较常见的边坡加固措施，总造价较为合理，显示了一定的经济性。

3)能够起到美化公路周边环境的作用，充分体现了旅游公路风景宜人的特点，符合该旅游公路“安全顺畅、节约资源、风景宜人、绿色环保”的理念。

4 结语

通过对万宁石梅湾至大花角旅游公路K6+402～K6+502处边坡的稳定性计算及加固方案的研究，可得到以下结论：

1)在分析了边坡失稳过程及开挖时已发生的滑坡体现状的前提下，采用传统的条分法，对自然状况和连续降雨及暴雨状况下的边坡稳定系数和下滑力的计算得出边坡不稳、需要进行加固处治的结论。

2)双排抗滑桩+预应力锚杆框架梁的组合具有一定的创新性，同时具备垂直绿化、生态防护的特点，安全可靠性较高。

[1] GB 50021—2012，岩土工程勘察规范[S].

[2] GB 50330—2013，建筑边坡工程技术规范[S].

[3] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[4] JTG D30—2004，公路路基设计规范[S].

[5] 朱 超.某高速公路滑坡稳定性分析与治理设计[J].岩土工程界，2008(2)：60-61.

The stability calculation and reinforcement scheme design of a coastal slope in Hainan

Huang Liang

(TrafficScienceandTechnologyDevelopmentLimitedCompany,HunanUniversityofTechnology,Changsha410001,China)

This paper introduced the slope protection design of Hainan Wanning Shimei Bay to Dahuajiao travel highway along the Shenzhou Peninsula and other coastal zone, according to the original landslide records, geological exploration report, the development situation of construction initial slope and other data of K6+402～K6+502 slopes section, and calculated the excavation slope stability, and combining with the actual situation re-designed the protection engineering, in order to ensure the engineering safety.

slope, stability, calculation, reinforcement

2015-04-07

黄 亮(1984- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)17-0059-02

U416.14

A