延安市尹家沟连接线边坡工程设计
2015-10-31郑利军许江杰
郑利军 许江杰
（中国市政工程华北设计研究总院有限公司陕西西安 710086）
延安市尹家沟连接线边坡工程设计
郑利军许江杰
（中国市政工程华北设计研究总院有限公司陕西西安710086）
从延安市桥沟连接线的建设背景出发，分析该项目的交通功能、景观需求、与周边地形衔接情况，总结城区市政道路在复杂地形条件下的一些设计经验，为今后类似工程的设计提供参考。
高边坡；深填方
1 概述
1.1建设背景
延安市于2011年着手实施“中疏外扩”的城市发展新战略，尹家沟连接线位于延安市北部新区与老城区之间，是北部新区联系老城区市中心的重要便捷通道，项目建成后将新老区的的交通骨架路网连接起来，将大大便利北区与老城区的联系。
1.2工程规模
延安新区尹家沟新老区连接线延伸工程南起老城区长青路，北至尹家沟北段连接线，道路总长2.02km，道路红线宽度分三段分别为56m、41m和37.5m，其中56m宽路段横断面采用四幅路形式，41m和37.5m宽路段横断面采用双幅路形式，全线采用双向六车道，设计车速为40km/h，道路等级为城市主干路。
2 边坡工程设计
2.1边坡设计
道路沿线两侧地质情况复杂，现状有既成石质（砂岩）边坡、土质（黄土）边坡以及挡土墙。现状部分石质边坡风化较严重、土质边坡现状冲刷水毁较严重，结合地勘报告及工程现状地形，将本次边坡类型分为现状挖方边坡、设计挖方边坡和填方边坡，针对不同的边坡类型，采用针对性的支挡结构设计。
（1）现状挖方边坡
由于道路沿线西侧基本无挖方，不需对山体或地块开挖，但是必需对现状风化较严重的石质边坡、冲刷水毁较严重的土质边坡以及存在隐患的高挡土墙进行防护加固设计。
对于现状为风化较严重的石质边坡，设计采用土钉+SNS主动防护网+喷客土进行防护。
对于现状为高挡土墙（地面以上外露高度8～10m），则进行加固处理，本次设计提出两种方案：“抗滑桩”和“格构+锚杆”。
格构+锚杆加固适用于坡体有稳定、性质较好的锚固地层（如基岩）的边坡。由于现状高挡土墙后填土地质情况不明，参考地勘，该路段砂岩埋深较浅，利于抗滑桩嵌入岩体。另一方面，格构+锚杆方案需在路基范围内设置操作面，影响施工进度，而抗滑桩的施工的操作面在现状挡土墙后的地块上，不影响本道路路基和管线工程施工，故本次加固方案设计采用抗滑桩。
抗滑桩设置在挡土墙内侧距离墙身净距1～2m处，桩径1.5m×2.5m（方桩），桩长18～20m。抗滑桩施工采用跳两根桩施工。
对于冲刷水毁较严重的土质边坡，设计采用护面墙（一级边坡）+打摩擦钉挂钢板网+喷草籽（一级以上边坡）的形式进行防护。
（2）设计挖方边坡
道路沿线东侧部分路段存在挖方，需进行边坡及支挡结构设计。
对自然山体（土岩结合）进行开挖的路段，结合现状山腰处村民建窑洞开挖的平台（平台宽8～18m，与设计道路高差约38～46m，设计道路以上岩层（砂岩）厚度20～26m），设计边坡采用两级放坡，错台2m，其中一级坡高为10m，坡率为1：0.4，二级坡高及坡率视实际情况确定，二级坡顶平台宽4m。并采用土钉+SNS主动防护网+喷客土进行防护；
对土岩结合面至现状平台的土质边坡（厚度10～20m）采用一到两级分级放坡，坡率为1：1，错台3～4m；刷坡时保证现状平台宽度不小于5m。对于K0+640～K0+760段，由于现状平台后山体高度较高，经分析计算，需对该段土岩结合面以上土质边坡进行加固。本次设计在土岩结合面以上第一级平台下设置抗滑桩对边坡进行加固，桩截面1.5m×2.5m，桩长14m，桩顶埋深1m，嵌固土岩结合面以下砂岩内5m，桩平面布置沿平台中线布置，平行于平台中线走向，桩间距为3.5m。抗滑桩施工采取跳两根桩施工。
另对土质边坡采用打摩擦钉挂钢板网+喷草籽的形式进行防护。
对于一些局部需要开挖又必须减少占用该处地块的地段，则设置支挡结构，工程设计中常采用重力式挡土墙和桩板墙方案。由于挡土墙有就地取材，施工方便，经济效果好的优点，而桩板墙施工工艺较挡土墙复杂，工期较长，造价较高。故该路段的支挡结构方案采用重力式挡土墙，挡土墙高度为2～12m。
对于黄土质挖方边坡段，当坡高小于等于6m时，采用自由放坡，坡率为1：0.75；当6 （3）填方边坡 由于沿线填方坡高均小于6m，设计采用自由放坡，坡率为1：1.5。 对于现状防空洞路段，为减少对该地块的占用，设置路肩墙，墙高10～12m，另该段道路外侧设置的防空洞保通路外侧也设置路肩墙，墙高2m～10m。 2.2高边坡稳定计算 本工程沿线土质山体边坡高度较高，坡高最大达70m。 对自然山体进行切剖面，得到4个代表性边坡坡面线。经过分析，确定该两段范围内黄土边坡呈现“上缓下陡”的自然特点，下部黄土体自然稳定平均坡度38.0～54.0°，上部黄土体自然稳定平均坡度16.0～30.0°。 根据《城市道路路基设计规范》（CJJ194-2013）中相关要求，该两段道路高边坡稳定安全系数取值如下：天然状态下取1.20，在暴雨状态或连续降雨状态下取1.10。 计算采用圆弧破裂法验算上述高边坡放坡方案的稳定性，计算选用理正岩土工程计算程序，分析方法采用瑞典条分法，经搜索危险圆弧，算得不同工况各代表断面的安全稳定系数，计算结果见表1。 经比较分析，在该区段土岩结合面以上土体的第一级平台设置一排抗滑桩，截面1.5m×2.5m，桩长14m，桩顶埋深1m，桩底嵌固土岩结合面以下砂岩内5m，桩间距3.5m。加固处理后，天然状态下的边坡安全稳定系数＞1.20，在暴雨状态或连续降雨状态下的边坡安全稳定系数＞1.10。 表1 2.3路基、路面排水 全线设置的路基排水设置有：边沟、排水沟、截水沟、平台截水沟、排洪渠等，以排引流向路基的地表水，本次设计将边沟的水通过沉砂井与横向排水管接入排洪涵。全线路面排水采用车行道两侧的雨水箅子收集，并汇入雨水管道系统进行排放。 2.4路基处理 对于路线经过区局部路段分布有面积较大、厚度不等的杂填土。其结构松散、不均匀，不经处理不能作为路基土使用。对于厚度大于3m的杂填土采用强夯处理，并在顶部加铺一层50cm厚的石灰土。对于小于3m的杂填土，则换填素土，并压实。 道路沿线部分路段地下水位较高，对于地下水位较高的路段，在路基宽度内的路面结构以下路床50cm范围内设置级配碎石透水层，层顶铺设防水土工布（反包路面结构），并在级配碎石透水层两侧设置排水盲沟。 对于路基填筑时的素土，路床顶面50cm范围进行掺灰6%处理，并夯实碾压。 另为了保证路基稳定和强度，道路全段均应清除路基范围内的各种杂物、垃圾或腐植性土等，清表厚度为0.5m。 土基回弹模量不小于40MPa。 通过延安市尹家沟连接线工程的设计，阐述城区市政道路在复杂地形地质条件下的一些设计经验，希望为今后类似工程设计提供参考。 [1]《城市道路设计规范》（CJJ37-2012）. U416.1+4 A 1673-0038（2015）26-0268-02 2015-6-1 郑利军（1982-），男，工程师，主要从事道桥设计工作。
3 结语
