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某高速公路边坡的治理设计与施工要点
某高速公路边坡的治理设计与施工要点
摘要：本文以贵州某高速公路高边坡为例，介绍了在较复杂地形条件下高边坡治理方案设计和施工要点，给同类工程提供借鉴。
关键词：边坡治理锚索 抗滑桩 边坡稳定性
Abstract: Based on the high slope of an expressway in guizhou as an example, introduced under the condition of complex topography high slope treatment project design and construction key points, serve as a reference for similar projects
Key words: Slope governance; Anchor cable; Anti-slide pile; Slope stability
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 引言
近年来，随着我国经济的快速发展，高速公路建设的步伐加快，出现了大量高边坡治理工程，对高边坡的防护与治理的要求也就越来越高；因此需要更多的选择实用、合理、经济及美观的工程措施，确保高边坡的稳定，现在以贵州某高速公路高边坡为例，介绍某高边坡治理设计及施工要点。 一、 工程概况
该工程平塘互通式立交BK0+300～AK1+220段右侧场区位于贵州高原南部斜坡向广西丘陵盆地的过渡地段，属低山剥蚀地貌类型。路段附近标高714.4～820.9m，相对高差约106.5m，线路轴线通过段地面高程为748.26～769.84m之间，相对高差20.68m；拟建工程场区植被较发育，BK0+300～AK1+220段右侧挖方边坡，全长83.90m，轴线最大挖深16.2米，路基段开挖后在右侧将形成高约29.0m的边坡。 二、 工程地质条件及水文地质条件
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（一）地层岩性
路段出露地层为上覆第四系残坡积层（Qel+dl）粉质粘土、堆积层（Qc）碎石土，下伏基岩为三叠系中统（T2）粉砂质泥岩。 （二） 岩土构成 1. 覆盖层
残坡积层(Qel+dl)粉质粘土：黄色，可塑状。全路段分布，厚薄不均，厚度为1.0～5.2m。
堆积层（Qc）碎石土：褐黄色，由滑坡体H滑塌堆积形成，结构松散，碎石成分为强风化粉砂质泥岩，粒径5～20cm，碎石含量60%，其余为粉质粘土充填，稍湿，厚度1.0～9.0m。 2. 基岩
场区下伏基岩为三叠系中统（T2）粉砂质泥岩。
强风化粉砂质泥岩：淡紫红色、灰黑色，薄至中厚层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，岩芯呈块状、碎块状，厚2.9～3.2米。 中风化粉砂质泥岩：淡紫红色，薄至中厚层状，节理裂隙发育，岩体较破碎，岩质软，岩芯呈块状，少量柱状。
室内试验数据成果进行物理力学试验指标统计，其结果见表1 表1 岩样室内试验物理力学指标统计表
样品名称 统计参数 范围值 平均值 标准差 变异 系数 标准值 样本数（件） 备注
中风化粉砂质泥岩 粘聚力c（MPa） 1.61 3 内摩擦角φ（°） 49.1 3
饱和抗压强度(MPa) 11.6～15.0 13.05 1.269 0.097 12.002 6 3. 该路段区地下水类型主要为松散土层孔隙水及基岩裂隙水，地下水主要靠大气降水垂直补给，地下水沿岩层层面、裂隙及孔隙向路段右侧地势较低处溪沟径流排泄；据区域水文地质资料及水质分析报告，场区地下水对混凝土结构物呈微腐蚀性。 三、 高边坡防护设计 （—）高边坡工程设计原则
1.路堑、路堤高边坡工程设计遵循“一次根治，不留后患”的原则，采用稳定为本，加固为主，排水、防护并重的综合处理措施。
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2.在地形条件许可的情况下，尽量刷方减重，加强地表、地下水的排水措施，以提高岩土的抗剪强度，增加坡体的稳定性。 3.考虑全线工程的绿化问题，设计综合利用多种防护措施，重点采用了稳定与绿化相结合防护措施。 （二） 本工程区段设计选择说明 1.场区边坡工程地质条件及稳定性评价
该段为挖方路段，轴线最大挖方高度16.2m。覆盖层为粉质粘土，厚约1.0～5.2m。下伏基岩为粉砂质泥岩，强风层厚2.9～3.2m，节理裂隙发育，岩石软。岩层面结合很差，边坡岩体类型为IV类；中风化岩体破碎～较完整，右边坡为顺向边坡，左边坡为逆向坡。 控制边坡稳定的结构面为岩层产状（165°∠23°）及一节理面（90°∠72°）两组，拟建边坡区岩体节理发育，主要发育的节理产状有90°∠72°，340°∠66°等两组。为密闭型节理，节理间距200～300mm。路基开挖临空后，覆盖层易沿岩土界限坍塌失稳，岩体易沿两组结构组合面产生楔形体坍塌失稳，甚至沿岩层产状产生顺层滑移，边坡欠稳定。
2.设计采用的物理力学参数及结论
根据本段路基地勘资料，岩土体物理力学指标如下： 粉质粘土（可塑状）：γ=18kN/m3、c=20KPa、φ=15°、[fa0]=160kPa；
强风化粉砂质泥岩：γ=21KN/m3、c=50kPa、φ=20°、[fao]=300KPa；
中风化粉砂质泥岩：γ=23KN/m3、c=100kPa、φ=30°、[fao]=800Kpa；
强风化粉砂质泥岩层面抗剪强度：c=25kPa 、φ=13°； 中风化粉砂质泥岩层面抗剪强度：c=30kPa 、φ=16.5°。 本段路基每级边坡高10米，平台宽2米，第一级为抗滑桩，第二、三级坡率为1:1，
3.根据计算后，场区右侧边坡综合治理设计如下：
（1）第一级边坡设置抗滑桩和挡墙支护，抗滑桩尺寸为2mX3m，间距6米，桩顶离路基调和为8米，桩前设置挡墙。该设计方案的抗
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滑桩立面图和抗滑桩挡墙剖面图见图1
（2）第二、三级边坡采用框架锚索和框架锚杆进行防护。场区右侧边坡立面设计图2
图1 抗滑桩立面图和抗滑桩、挡墙剖面图
图2 场区边坡工程立面图
四、锚索、抗滑桩设计及施工要点说明： （一）井字形框架锚索设计及施工要点：
1.锚索预应力钢绞线采用无粘结PC钢绞线，钢绞线必须采用符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB5224-2003）的规定，由7根钢丝构成φ15.2mm，R=1860MPa。锚固段长度8米，钻孔孔径φ130mm，锚索孔内自孔底一次性压满M35水泥砂浆，注浆压力≥0.35 MPa，锚索自由段采用防护油及塑料管隔离。每根锚索最终设计拉力800KN，先取100kN的荷载，进行预张拉，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直后，再进行整索张拉。张拉应力采用六级张拉，张拉结束持续稳压30分钟后锁定。张拉力必须采用六个千斤顶同时同步骤进行。
2.锚索施工顺序：造孔→制索→下锚→压浆→张拉→封锚。锚索孔以干孔为宜；锚座钢垫板必须与锚索垂直；锚固段锚索必需清污除锈和油脂，自由段锚索需作防腐处理。
3.注浆采用孔底注浆法，浆液先稀后浓，注浆压力≥0.35 MPa。每级张拉均要测量锚索的伸长量
4.锚索框架梁须嵌入边坡体30cm深。 （二）抗滑桩设计及施工要点说明
1.先施工抗滑桩，然后才施工边坡和桩前土的开挖。 2.抗滑桩的嵌固深度必需达到设计标高，以保证抗滑桩的嵌固深度设计要求。
3.抗滑桩施工时需进行跳槽施工，以确保施工安全，桩浇筑必须一次完成，以防断桩。
4.抗滑桩护壁施工从地面到桩底，厚30厘米，采用C20号混凝土现浇，为施工开挖安全计，一次现浇深度不得大于100厘米。
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5.上挡墙开挖必须在抗滑桩、第二级及以上边坡防护实施完毕后进行，且只能分段跳槽开挖，严禁全段开挖，以免在挡土墙砌筑过程中发生坍滑。 五、结语
本工程高边坡为顺向边坡，边坡开挖将形成临空，岩体在岩层层面与节理面的综合切割作用下边坡会产生滑塌、掉块。边坡比较复杂，但设计能够因地制宜，采用合理、实用、经济的治理方式，充分利用场地的有利条件，克服或回避不利条件，达到了既安全施工又降低造价及兼顾周围环境与之保持和谐的目的。 通过本边坡工程的治理设计，有如下体会：
（一）根据边坡的高度、周边建筑物的情况，设计方案要科学合理，切实可行，确保边坡稳定性和周边建筑物的安全。
（二）边坡应自上至下逐级开挖逐级防护，禁止整体开挖后再防护，严禁大药量爆破。边坡开挖弃渣禁止随意堆弃在斜坡坡面之上，以免发生新的地质问题。
（三）边坡治理设计要充分利用地层条件，考虑其经济合理性及周围环境的协调一致。
（四）应按照信息化施工和动态法设计，加强边坡的施工监控量测。
参 考 文 献
[1]公路路基设计规范（JTG D30－2004） [2]混凝土结构设计规范（GB 50010－2002）
[3]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62－2004）
[4]公路工程地质勘察规范（JTG C20－2011） [5]岩土工程勘察规范（GB50021－2001） [6]建筑边坡工程技术规范（GB 50330－2002） [7]建筑地基处理技术规范（JGJ 79－2002）
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