某高土质边坡防治方案分析

·231·

某高土质边坡防治方案分析

焦艳彬1，郜占红2，刘 明1

（1.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州󰀃贵阳󰀃550081；2.贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州󰀃贵阳󰀃550081）摘 要：文章对复杂高土质边坡防治的必要性和现状进行分析，结合具体工程对边坡的安全稳定性治理方案进行了论述，提出了生态并重的治理原则，通过稳定分析、投资与生态影响对比，确定边坡治理方案，在确保边坡安全的前提下，减少了对周边生态环境的破坏。

关键词：高土质边坡；稳定性；防治方案；生态

中图分类号：TU472；U213.1+3󰀃

󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃边坡治理广泛分布于铁路公路工程、水利水电工程、

建筑与市政工程等行业，其失稳将直接威胁人民生命和财产安全，是工程建设领域常见的岩土工程课题[1]。土质边坡土体物理参数受降雨影响敏感，其稳定性研究更加复杂，针对高土质复杂边坡，需进行专项稳定分析计算，确定防护治理方案[2-3]。目前随着绿色边坡理念的深入，边坡治理从早期基本的安全稳定逐渐拓展为生态治理[4]。为最大限度减少边坡治理对周边植被、土体的破坏，边坡治理方案应讲究安全、经济，同时与周边生态协调。因此，从治理方案源头上抓生态对于边坡治理具有重要意义。

1 工程概况

1.1 边坡概况

G321织金城关花红段位于织金县FH公园南东侧，由明路、隧道、桥梁组成，起点位于郑家冲村附近，终点接市政道路花红大道。工程路线全长2.974km，项目总体采用设计时速40km/h、双向两车道城市支路标准进行设计。本项目K2+580～K2+670段临近FH公园北门且紧挨下大寨村，路基宽度8.5m，该段整体以土质边坡为主，土体组成为黏土夹碎石，边坡开挖高度范围为10～37m。1.2 地质情况

工程区地面高程为1333～1427m，地势总体东高西低，最大相对高差约100m，地形地貌属溶蚀侵蚀低山槽谷，峰丛沟谷发育，山体植被茂密，多以乔木、灌木为主。边坡走向总体呈N10°W，坡脚主要为农田、耕地和居民村落，地形平缓，起伏较小，坡度为0～5°；坡体中下部（1340～1370m高程）主要为零星耕地及灌木丛，地形坡度为20～25°；坡体中上部（1370m高程以上）主要为灌木丛和柏树林，地形较陡，坡度为30～60°。

根据现场地质调查，工程区位于溶蚀侵蚀槽谷内，处于珠藏向斜东翼，工程区未见断层发育，岩层总体产状为290°∠5°。工程区无崩塌、滑坡、泥石流等不良物理地质现象，现状地质灾害不发育。但工程区下伏基岩为可溶性岩，河边地表溶沟、溶槽、溶洞发育，岩溶水丰富，为强岩溶发育场地，岩溶对路基、桥基稳定性影响较大。1.3 水文气象

工程区位于织金县城郊，织金县最低海拔860m，最

作者简介：焦艳彬(1987—)，男，硕士，工程师，研究方向：施工组织管理，土建设计工作。

󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2020）06-0231-02 高海拔2262m，县城海拔1310m；年平均气温14.1℃，年平均降雨量1574mm，年日照1172h，无霜期327d，属亚热带季风气候。工程区涉及的河流主要为织金河，属长江流域乌江水系六冲河右岸的支流，河源高程1725.00m，本工程位于织金河右岸大寨冲沟右岸沟口，距织金河约150m。

2 边坡防治方案

边坡下方为现有村户房屋，上方为林地，该边坡为土质边坡，且开挖高度超过20m，已超过规范适用范围，为保证公路形成后永久边坡的安全稳定，需对该段边坡进行专项设计和论证。结合现场地质条件，分别采用大开挖方案和抗滑桩方案进行分析。2.1 大开挖支护方案设计

对边坡进行分级削坡减载，每级边坡高10m，马道宽2m，自下而上分级边坡坡比分别为1∶1.5、1∶1.5、1∶1.75、1∶1.75、1∶1.75，边坡最大高度达48m。坡面采用混凝土菱形骨架+植草护坡进行防护，马道靠山体内侧设30cm宽排水边沟，边坡顶开口线5m外设截水沟。

2.2 抗滑桩支护方案设计

从降低放坡高度、减少对原有植被破坏的角度出发，进行抗滑桩方案设计，同时为降低工程造价，减少桩长，抗滑桩方案底部一级边坡布置圆形钢筋混凝土抗滑桩，单排布置，共计12根，桩间距4.0m，净距2.0m，圆桩直径2.0m，桩长为25～28m；桩顶设置钢筋混凝土联系梁来增强支护结构的整体稳定性，桩间设置混凝土挡板。桩顶以上共有2级边坡，开挖部位按1∶1.35坡比进行放坡，每10～12m一级，马道宽2m，坡面采用锚杆+混凝土格构梁+植草护坡进行防护，马道靠山体内侧设30cm宽排水边沟，边坡顶开口线5m外设截水沟。

3 边坡稳定分析

3.1 参数选取

根据工程地质勘察资料和经验判断分析，各层岩土物理力学建议指标如下：边坡体天然密度1.80～1.85g/cm3，饱和密度1.85～1.90g/cm3，抗剪强度φ=10°～20°，c=15～37kPa，饱水状态下抗剪强度φ=8°～15°，c=15～30kPa，土体渗透系数1×10-4cm/s。3.2 计算工况

工程区相应的地震基本烈度为Ⅵ度，根据规范要求，可不考虑地震作用，即不进行地震偶然工况计算，本项目主要计算以下2种设计工况：

·232·

| 工程设计 | Engineering Design2020年第6期

表1 边坡稳定性计算结果

方案

剖面典型断面1

大开挖方案

典型断面2

工况正常工况暴雨工况正常工况暴雨工况正常工况暴雨工况正常工况暴雨工况

抗滑处理后设计安全系安全系数数下限1.2271.2041.1911.1691.2181.1921.1821.163

1.151.051.151.051.151.051.151.05

非正常工况1非正常工况1非正常工况1非正常工况1

备注

（1）正常工况：主要为滑坡体正常运用工况，此

时应采用基本组合设计。

（2）非正常工况1：包括暴雨、久雨，滑坡体处于饱和状态。

3.3 暴雨工况入渗深度

暴雨工况下降雨入渗深度范围内土体为饱和区。根据Pradel&Raad提出的经验方法，计算暴雨入渗深度方法如下：

为了使土体饱和浸润到一定深度ZW，必须满足两个条件：（1）界限降雨强度Imin必须大于土的入渗率vi，即Imin≥vi；（2）降雨的时间必须足够长以便饱和浸润土体至深度ZW，即临界降雨持续时间Tmin≥TW。

（1）

（2）

式中：θS、θ0分别为土体的饱和体积含水量和实

测体积含水量；k为土体湿润区的导水率（渗透系数）；S为土体浸润锋面的毛细吸力（以水柱高度计）。

边坡上部为黏土夹碎石，下部以黏土为主，黏土夹碎石渗透系数k=1×10-4cm/s，θS=0.5，θ0=0.25，S=0.5m。暴雨参数如下：H24h=130mm，Cv=0.45，Cs=3.5Cv，p=2%的24h暴雨量为291mm，降雨强度为96.6mm/h。

经过试算，24h黏土夹碎石表面饱和深度约为0.85m，计算时统一采用入渗深度1.0m进行暴雨效果模拟，即暴雨工况下只有表层1m范围内采用相应饱和工况参数。3.4 计算结果

本次计算采用理正岩土6.5中边坡稳定分析模块、抗滑桩模块以及理正边坡综合治理软件中简化Bishop法对两个方案的典型断面进行边坡稳定计算，计算结果如表1所示。

典型断面1

抗滑桩方案

典型断面2

植被砍伐后将存在水土流失隐患，生态问题突出。同时，该边坡位于FH公园附近，大范围开挖治理后影响公园整体景观效果。综上，虽然抗滑桩方案投资略高，但生态效果明显，最大限度减少了对周边生态环境的破坏，同时保证了边坡的安全稳定，因此推荐抗滑桩方案作为本工程高土质边坡治理方案。

5 结束语

（1）本工程秉承生态治理理念对比分析采用抗滑桩方案进行治理，保证了边坡的稳定，同时最大限度减少了对周边生态环境的破坏。

（2）土质边坡受降雨影响大，边坡治理应重视坡顶拦截、坡体引排、坡面固土防护。

（3）重视施工和建成运行期的监测，制定应急预案，便于及时制定处置方案，减少人员财产损失。

参考文献：

[1]赵婷,王畅.边坡稳定性分析方法及工程应用研究进展[J].

水利水电技术,2019,50(5):196-203.[2]刘丽.干线公路强暴雨对边坡稳定性的影响与防护设计

[J].公路工程,2018,43(4):253-257+262.[3]石保同,孟凡磊,王成军.山东半岛低山丘陵区高速公路路

堑边坡病害成因及治理研究[J].路基工程,2018(S1): 33-37.[4]刘杰,曾铃,付宏渊,等.土质边坡降雨入渗深度及饱和区

变化规律[J].中南大学学报(自然科学版),2019,50(2): 452-459.

4 方案比选

从以上分析可知，设计拟定的大开挖方案、抗滑桩方案稳定性均能满足规范要求，安全稳定系数相当，技术上均能满足要求。对两个方案进行了投资对比，大开挖方案投资约365.7万元，抗滑桩方案投资约404.1万元，两方案相差38.4万元。

大开挖方案新增征地0.11hm2，该处现为植被良好的林地，破坏后很难恢复，项目所在地处于暴雨中心带，

Analysis of a High Soil Slope Control Program

Jiao Yanbin1,Gao Zhanhong2,Liu Ming1

(1.Guiyang Investigation and Design Institute Co.,Ltd.,China Power Construction Group,Guiyang,Guizhou 550081;

2.Guiyang Aluminum Magnesium Design & Research Institute Co.,Ltd.,Guiyang,Guizhou 550081)Abstract：This paper analyzes the necessity and present situation of the prevention and control of the complex high soil slope, and discusses the safety and stability control scheme of the slope with the combination of specific engineering. This paper puts forward the principle of equal attention to ecology, and through the analysis of stability, the comparison of investment and ecological impact, the slope treatment scheme is determined Less damage to the surrounding ecological environment.Key Words：high soil slope,stability,prevention and control programmes,ecological