高速公路路基工程顺层边坡处理方法

田孝华

中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津 300308

1 路基顺层边坡一般处理方法

1.1 坡体控制

路基顺层坡体控制的主要途径是通过工程措施减少地表水和地下水进入坡体及路基，从而减少水的物化作用，提高岩体强度，增大坡面抗滑阻力等，具体方法包含排水法、注浆法、爆破滑动面法。

（1）排水法：通过设置堑顶截水沟、平台截水沟等排出地表水，避免水流入滑坡体内；通过设置截水盲沟、渗沟等措施截取地下水，减少水对滑坡体的物化作用，提高其坡体抗滑力。

（2）注浆法：对岩体的软弱夹层、发育节理裂隙、松散结构面进行注浆，提高岩体强度，改变岩体力学性质，进而提高边坡稳定性，该方法主要适用于风化严重、节理裂隙发育的岩质边坡。

（3）爆破法：对岩体进行弱爆破，提高岩体的内摩擦角，进而增大岩体的抗滑力，提高岩体的稳定性。

1.2 刷坡减载

根据顺层岩质边坡的倾角，以接近或大于顺层的坡率进行刷方，并控制边坡高度和平台宽度及平均坡率，对边坡顶部及坡面进行清方处理，该方法主要适用于顺层坡率较大且边坡高度可控的场地。

1.3 坡体加固

通过设置抗滑桩、锚索（杆）、挡土墙、框格梁等措施，对坡脚及坡面进行防护加固，以提高坡体的抗滑力，进而提高边坡的稳定性，该方法适用范围广、技术成熟、施工方便。

1.4 综合治理

在大多数情况下，通过将坡体控制、刷坡减载、坡体加固等方法结合应用，以多种处理措施提高边坡的稳定性。

2 桑龙高速路基顺层处理实例

2.1 刷坡减载处理实例

K18+680～K18+740为左侧挖方高边坡路基，段落长60m，最大边坡高度为29m。该场地属丘陵中低山地貌，该挖方段位于山顶台地，地形坡度约10°～20°，局部边坡较陡，坡度约40°，山体植被茂密。该段地表覆盖层为第四系坡残积层（Q4dl+el）；下伏基岩为志留系上统纱帽群（S3sh）基岩。各岩、土层分层地质如下：粉质黏土、碎石、强风化砂质页岩、中风化砂质页岩。工程范围区地表水总体发育较为贫乏，地下水不发育，正常工况与非正常工况下层间岩土力学参数分别如表1、表2所示。

表1 正常工况下层间岩土力学参数

表2 非正常工况下层间岩土力学参数

深挖方边坡赤平投影图如图1所示，根据图1对工程区范围不良地质现象展开分析。

图1 深挖方边坡赤平投影图

工程区范围不良地质现象主要为顺向坡，岩层产状340°∠35°，边坡倾向356°，岩层倾向于边坡倾向相近，为顺向坡，且岩层倾角小于边坡倾角为外倾结构面，边坡可能沿岩层面发生滑动破坏。经计算岩层坡率接近1∶1.75，且根据现场实际情况，边坡地形呈驼峰形，边坡高度不大于30m，且周围无其他控制性条件，有清方减载条件。

根据上述分析，该段落初步拟定处理方案措施如下：边坡按顺层台阶式设计开挖，边坡分级高度为10m，平台宽度均为2m，每级边坡坡率为1∶1.75；第一、第二级边坡采用喷混植生防护；坡底设置边沟，每级平台设置截水沟，坡顶设置截水沟。其中，清方减载典型断面示意图如图2所示。

图2 清方减载典型断面示意图

选取代表性断面K18+740，计算边坡的稳定安全系数，其结果如表3所示。

表3 边坡稳定安全系数计算结果

经计算，路堑边坡的稳定性满足规范要求。

2.2 锚索框架梁加固处理实例

K29+710～K29+760左侧深挖路基长50m，最大坡高23m。该场地属低山地貌，地表剥蚀强烈，地形坡度约6°～41°，局部边坡较陡，山体植被茂密。工程地质分层及水文地质同K18+680～K18+740段。深挖方边坡赤平投影图如图3所示。

图3 深挖方边坡赤平投影图

由图3可知，左边坡岩层走向与路线走向的夹角为29°，倾角为29°，岩层产状投影弧在右侧人工坡面投影弧同侧，且倾角小于人工坡面倾角，属于顺向岩质边坡，倾角小于人工坡面倾角，属于不稳定结构面，岩质边坡稳定性差；右侧人工坡面与J1、J2节理面投影弧大角度相交，属于稳定结构面；岩层产状投影弧与J1、J2节理面投影弧的交点在人工坡面投影弧的外侧，两组结构面的组合交线倾向坡外，属于不稳定结构面；J1、J2节理面投影弧的交点在人工坡面投影弧的内侧，两组结构面的组合交线倾向坡内，属于稳定结构面。

根据沿线地形及顺层角度，该段无刷方清载条件，初步拟定边坡开挖及支护措施如下：每10m一台阶，台阶宽度为2m，边坡坡率依次为1∶1、1∶1、1∶1.25，坡底设置边沟，每级平台设置截水沟，坡顶设置截水沟；采用锚索框架梁防护加固，第一阶锚索长度为19m，下倾20°，第二级锚索长为26m，下倾20°，锚索采用4束φ15.2mm高强度低松弛的无黏结钢绞线（其强度标准为1860kPa）。锚索框架梁加固示意图如图4所示。

图4 锚索框架梁加固示意图

选取代表性断面YK29+740，采用简化Bishop法，按顺层岩质边坡设计，经对边坡开挖后进行稳定分析，路堑边坡稳定安全系数大于1.2，满足要求。

3 结束语

在顺层滑坡治理过程中，相关工作人员要根据具体的地形、地貌、地质、水文等情况，合理采用处理措施，针对顺层坡率较大且边坡高度可控的地段，建议采用顺层清方加坡面防护的措施；针对刷坡坡率受限且边坡坡度较高的地段，建议采用适当减小坡率，并进行坡面防护的措施。总之，合理地选择顺层边坡处理措施是减少工程事故，降低工程造价的有力保证。