某花岗岩地区公路高边坡稳定性研究和支护设计

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1、某花岗岩地区公路高边坡稳定性研究和支护设计［摘要］通过对边坡地层结构的分布了解，总结花岗岩地区高边坡破坏机理和形式，结合极限平衡法稳定性定量计算，对边坡稳定性进行评价；结合区域经验及场地地质情况，对边坡进行支护设计。［关键词］公路花岗岩边坡稳定分析支护设计［中图分类号］P619.22+2［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-11-227-11工程概况广东省某高速公路途经花岗岩地区，地貌属残丘坡，地表地形以被人工破坏，凸凹不平。某深路堑段，按照设计开挖，将形成20-27m高边坡。由于边坡岩土体组成复杂，且坡表已

2、被人工破坏，植被发育差，下覆岩体风化严重，节理裂隙发育，加之风化卸荷作用，岩体强度普遍较低。高边坡发生滑塌的可能性极大，对将来高速公路安全运营埋下安全隐患。2地层结构特征及岩土体设计参数根据勘察成果资料，该边坡体地层分布结构为：人工填土层(Qml)、耕植土层(Qpd)、第四系坡洪积层(Qdl+pl)、第四系残积层(Qel)和下伏基岩燕山期花岗岩&53(1)),土层特征及设计参数见下表:3自然及地震条件地区年平均降雨量1602.8mmo地下水主要为赋存于风化基岩中的裂隙水，地层透水性及富水性均较差。勘察期间的测得地下水位埋深7.

3、60〜15.30m,地下水主要靠大气降水补给。根据中国地质科学院、国家地震局鉴定及《中国地震烈度区划图(2000)》和《广东省地震烈度区划图》资料，地震基本烈度为VI度，据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),抗震设防烈度为6度。4边坡稳定性分析为了较为准确的判定边坡开挖后的稳定情况，我们从整体稳定性及上覆覆盖层局部稳定性两方面进行了定量分析。该类型边坡的坍塌一般有两种情况，一种是上部覆盖层在饱和状态下，从稳定基岩面滑下；另一种情况是岩土体整体在岩体风化裂隙不断发育卸荷作，降低岩体强度，整体坍塌。该边坡上覆层及全风

4、化、强风化花岗岩，呈半土、砂土状或散体结构。故将其看成似均质结构，边坡产生失稳破坏时滑动面大多呈圆弧状、似圆弧状滑动。计算软件采用理正岩土6.5版边坡稳定性分析软件进行计算分析，搜索最危险滑动面。根据现场条件，选择具有代表性的剖面进行计算分析。参数反演，认为边坡开挖前，在天然状态下整体稳定性较好,浅表层岩土体处于极限平衡状态;在持续暴雨+地震状态下整体稳定性差，全-强风化花岗岩产生变形破坏。持续降雨,地表渗水易沿节理裂隙入渗坡体，使岩土体处于饱水状态，因此持续暴雨条件下,按照岩土体饱水的情况计算。计算结果见下表:以上计算结果可

5、以看出：天然状态下，边坡稳定性较好;持续降雨，甚至地震情况发生的情况下，边坡整体强度大大降低，稳定性极差，发生坍塌极为容易，潜在滑动面发生在全、强风化分界处，二级以上边坡易产生整体失稳。长期任其发展的情况下，中风化岩体在裂隙的切割作用下，导致局部块体失稳。为保证边坡稳定，道路畅通，故必须采取一定的防护措施。5边坡支护设计根据治理场地的条件，对边坡进行工程治理以提高边坡在持续降雨状态下的稳定性，既要确保边坡安全，又要保持边坡整体美观。按坡段不同，方案分述如下：边坡开挖深度在20-27m,采用锚杆联合挂网喷射混凝土支护方式，对中风

6、化岩层以上岩土体进行防护。锚杆：设计高程往上1.0m处布置第一锚杆，自下而上长度分别为5、10、12m,锚杆成孔直径①100mm,成孔角度与水平方向夹角为15°,水平间距及垂直间距均为2.50mo锚杆杆体均采用1①2511级螺纹钢筋制作，全程注浆锚固。中风化岩层顶面以下采用锚索框架格子梁+挂网喷射腔防护。自下而上长度分别为18、18、20、20、20m,锚固段长度均为10m,锚索成孔直径①130mm,成孔角度与水平方向夹角为15°,水平间距3.0m,垂直间距为3.0m。格子梁、顶梁及压底梁尺寸40cm(高)X30cm(宽)，现

7、浇轻强度为C25o格子梁中间空格坡面铺设4)6@200X200mm的钢筋网，混凝土喷射厚度为60mm,保护层厚度为30mm。格子梁中间设置泄水孔。6结论(1)该地区上覆覆盖层及全-强风化粗粒花岗岩，结构模式分析中可似为均质体，采用圆弧或似圆弧滑动模式进行计算分析。中风化花岗岩岩质坚硬，但在长期风化作用下，裂隙组合切割作用下，易产生局部楔体滑移失稳。(2)边坡稳定计算结果显示，自然状态下，边坡处于稳定-较稳定状态。但在长期降雨条件下，由于雨水浸透，岩土体达到饱和状态，强度大大降低，产生滑塌极为容易。(3)边坡防护应根据实际地层分

8、布特征进行设计，结合区域类似项目使用情况进行设计，不但安全性高，而且造价符合实际。(4)防排水设计不容忽视，施工过程往往忽略对其的质量监督，也是后期运营阶段此类边坡加快破坏重要因素之