漳州市角江北路市政道路深路堑边坡设计

杨琼

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

漳州市角江北路市政道路深路堑边坡设计

杨琼

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

随着我国城市的快速发展，市政道路建设发展的速度也在进一步提升，而市政道路在路网规划中无法完全规避现状山体，河道等自然地形，那么道路建设中的边坡安全性和稳定性就更不容忽视。以漳州市角美特殊钢深加工产业园区角江北路（角江路延伸路）道路A段工程K3+640～K3+980路堑边坡工程专项设计为例，对市政道路中边坡安全性、稳定性进行探讨。

市政道路；深路堑边坡；边坡防护

1 工程概况

漳州市角美特殊钢深加工产业园区位于角美镇的西部，距漳州主城区约16 km。东临厦门市。园区东靠沈海高速，南至规划改造的324国道，西临角美货运站，北接新规划324国道，鹰厦铁路贯穿其中，见图1。

图1 角江北路场地地形总体图

吴宅片区位于台商投资区西部，现状G324国道以北，G15沈海高速公路以东。

角江北路东西向连接上述两片区。规划路线在K3+640～K3+980穿越现状山包。根据规划，该处山包予以保留。现状山体顶部高度约43.7 m，角江北路本段路面设计高度 11.3～12.2 m。

根据福建省住房和城乡建设厅闽建建[2013] 29号《关于进一步加强建筑边坡工程质量安全管理的通知》要求，对于高度超过8 m，或虽未超过8 m但地质条件和周边环境复杂的建筑边坡工程设计，应由专家组进行专项论证。

2 现状调查及相关规划情况

《吴宅片区控制性详细规划》确定了本段角江北路走向。根据吴宅片区控规，角江北路以北部分自然山体规划保留；角江北路以南为规划工业用地，需按照工业用地标准进行平整。

由于工业用地对坡度要求较高，在场地设计时满足坡度0.3%的要求，因此角江北路以南的部分山体（约0.85 hm2）经建设单位与规划部门确认，结合南侧工业用地平整同步挖除，不实施边坡防护工程，见图2。

图2 吴宅片区竖向挖填方规划

角江北路以北山体按控规规划为局部保留。现状山体呈圆锥形，局部边坡高度较大，见图3。经测算，最高处接近30 m。在南侧山体挖除后，路基北侧形成的边坡需进行相应防护。

图3 现状山体形态

3 道路总体设计

结合角美镇总体规划及台商投资区道路交通专项规划，本次拟建角江北路（角江路延伸路）等级为城市主干路，规划红线为40 m,设计行车速度50 km/h。

（1）道路平面设计

研究路堑边坡位于K3+640～K3+980段道路北侧和K3+720～K3+980段道路南侧。路堑段平面线性为直线和机动车道左右线缓和曲线段，缓和曲线长85 m，见图4。

图4 路堑段道路平面设计图

（2）道路纵断面设计

本段道路纵断面设计标高结合地块竖向规划及管线布置要求，设计较平缓。总体设计西高东低，纵坡度0.3%。

4 边坡工程相关建议

根据拟建道路工程设计方案及所处地段的工程地质条件，勘察对拟建道路边坡工程分析建议如下：

（1）概况

拟建边坡位于K3+725～K3+965处，现状为海拔高度43.74 m的小山体，山体坡度为15°～25°，植被发育，表层为坡残积土、下伏为花岗岩风化层，山体现状未见有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，拟建段道路设计地坪标高10.82～11.38 m，山体现状标高为14.56～39.63 m，拟建边坡坡高3.68～30.29 m，坡长约240 m，坡顶设置一条截水沟，坡脚设置一条排水沟，坡上植被发育良好，多为树林。该边坡为永久性边坡，边坡安全性等级为一级，边坡支护措施拟采用“放坡+锚杆（索）支护”。

（2）场地岩土体分析与评价

拟建边坡岩土体由粉质黏土④、残积砂质黏性土⑤、全风化花岗岩⑥、砂土状强风化花岗岩⑦和中风化花岗岩⑨组成。上述土层工程性能一般-好，承载力均能满足设计要求，可选作为挡土墙的基础持力层。

边坡原始地貌属残丘剥蚀台地，受古地理环境和后期人为作用的影响，各岩土层埋深、厚度、力学性能在水平及垂向上均有变化。根据钻探揭露情况、原位测试及土工试验结果分析，现将各岩土层地基均匀性评价分述如下：

粉质粘土④分布较均匀，标贯击数离散不大，均匀性一般；残积砂质黏性土⑤局部分布，标贯击数离散不大，均匀性一般；全风化花岗岩⑥，埋深及厚度变化不大，水平方向均匀性一般，垂直方向均匀性较差（随深度增加强度升高）；砂土状强风化花岗岩⑦埋深及厚度变化较小，水平方向均匀性差，垂直方向均匀性较差（随深度增加强度升高）；中风化花岗岩⑧分布范围广，埋深及厚度变化不大，水平方向均匀性较好。综上所述，本边坡地基均匀性一般。

（3）边坡稳定性影响因素

边坡坡体土层主要有坡、残积土及花岗岩风化层，在暴雨侵蚀作用下，雨水大量渗入坡体，增加了土体的容重，增大了下滑力，同时改变了土体的力学强度，降低了土体抗滑力，易使上部土体与下部岩体间形成软化滑动面，诱发边坡滑塌产生，综合评价边坡的整体稳定性偏差；边坡将来可能的破坏类型主要为滑坡、坍塌等，应及时进行防护处理。

（4）边坡破坏形式

根据本边坡的地质特征，边坡可能潜在的折形滑动面主要为坡积土风化差异界面或原残余裂隙面，土质边坡破坏面形式一般为圆孤形破坏，岩质边坡破坏面形式一般为崩塌。

（5）边坡稳定性分析评价

拟建边坡现状山体形态正常，植被发育茂盛，未见古滑坡形态特征，天然边坡稳定性一般，边坡开挖范围内主要为粉质黏土④、残积砂质黏性土⑤、全风化花岗岩⑥、砂土状强风化花岗岩⑦和中风化花岗岩⑨层，边坡侧壁整体稳定性偏差，拟建边坡最大开挖深度约30.29 m，根据《建筑边坡工程技术规范》[1]表3.2.1、表4.1.8，该边坡的工程安全等级为一级。

（6）边坡支护方案建议

拟建边坡坡顶现状地面标高为14.56～39.63 m，结合边坡坡脚设计地坪标高10.82～11.38 m，边坡高度3.68～30.29 m，根据现场钻探地质情况，边坡开挖范围内土主要为粉质黏土、残积砂质黏性土、全、强风化花岗岩和中风化花岗岩，可采用放坡开挖，由于边坡开挖深度大，建议采用分级放坡，每级坡高不超过8.0 m，坡率建议取值：土坡1：1.00～1.50、强风化 1：0.75～1.00，中风化 1：0.75～0.50。坡面采用框构加植被、砌石或锚喷防护。边坡支护建议采用以下几种措施进行防护处理。

a.锚喷挂网支护[2]

坡体中采用锚喷方法进行加固，锚固段应穿过潜在滑动面进入稳定地层，与岩土体共同作用形成复合体，弥补土体强度不足并发挥锚拉作用,使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥,保证边坡的稳定.坡面设置钢筋网喷射混凝土，起到约束坡面变形的作用,使整个坡面形成一个整体。

b.锚杆式挡墙支护

该法适用于土坡不大于15 m或岩坡不大于30 m的边坡；其中对于高度较大、稳定性较差的土质边坡，建议采用排桩式锚杆挡墙支护；对在施工期稳定性较好的边坡，建议采用板肋式或格构式锚杆挡墙；施工方法建议采用逆作法。

（7）排水和坡面围护措施

水是边坡发生失稳的关键因素，必须减少雨季地表水渗入坡体，除做好支护结构地下排水设施外，可增加坡上地表排水设施：在边坡表面设有泄水孔，坡顶设置截水沟，边坡坡脚设置排水沟，在上下两级坡坡体处各设置两道广式排水软管，组成一个排水系统，与坡脚主体建筑排水系统相连接，进行有组织排水。

5 边坡设计

5.1 设计工况

设计工况见表1。

表1 设计工况表

5.2 边坡稳定性验算

滑裂面形状:圆弧滑动法；圆弧稳定分析方法：简化Bishop法。

经验算，5处典型断面在设计坡率条件下，均满足三种工况条件下的稳定安全系数要求，见表2。

表2 边坡稳定性验算

5.3 总体布置

对于路堑边坡，开挖后边坡自身处于稳定状态。但是坡面在外界因素的作用下，如剥落、风化、雨水冲刷等会产生坡面变形，其破坏深度一般为坡体表面1～2 m，同时，由于局部掩体可能存在节理裂隙，开挖后将可能产生卸荷裂隙，受雨水冲刷易软化，有可能发生崩塌、掉块等情况，结合坡面绿化，采用一定的浅层护坡，采用如锚杆混凝土框架植物防护、浆砌片石等护面措施。

根据计算结果及地层岩性特点，对本工程路堑北侧边坡布置如下：

（1）土质及岩质强风化岩层范围边坡坡率采用1:1，中风化花岗岩岩层范围坡率采用1:0.75；

（2）边坡分级布置，每级高度不超过8 m，最后一级不大于10 m情况下，采用一坡到顶。各级边坡之间设置2 m宽平台；

（3）最下一级边坡及K3+820～K3+840第二级采用浆砌片石护面墙进行表层防护；

（4）除K3+820～K3+840外，其余路段第二级及以上各级采用锚杆混凝土框架植物防护，框架内采用挂三维网植草防护，见图5。

图5 路堑北侧边坡布置图

5.4 具体防护类型

（1）浆砌片石护面墙

浆砌片石护面墙用于第一级及 K3+820～K3+840第二级路堑边坡。砌筑所用石料强度等级MU30，砌筑砂浆强度等级M7.5。沿墙身长度每隔20～25 m设置一道伸缩（沉降）缝，缝宽2 cm，用沥青麻絮沿内、外、顶填塞，深入15～20 cm。沿护面墙墙身长度、高度每隔2～3 m设置一处泄水孔，上下交错布置。泄水孔采用5 cmPVC管，贯穿墙体，并以土工布扎口。

护面墙外墙面坡率为1:0.75～1:1，顶宽50 cm，底宽100 cm，见图6。

（2）锚杆混凝土格构植物防护

除K3+820～K3+840外，其余路段第二级及以上各级采用锚杆混凝土格构植物防护。

先将坡面修理平整后，再进行框架锚杆作业。框架锚杆作业先施工锚杆，再施工框架格梁。锚杆施工后，先施工框架竖梁，并于接点处预留横梁钢筋，竖梁形成后，再开挖横梁槽，施工横梁。

框架格梁为现浇25混凝土，横梁每12～15 m设一道伸缩缝，缝宽2 cm，以沥青麻絮填塞。框架竖梁延伸至坡顶及坡脚平台，横梁延伸至挖方区边界，延伸长度大于2.6 m时，梁上增设横梁和锚杆，见图7。

图7 框架格梁正、剖面图（单位：cm）

6 路堑排水

（1）坡体表面的排水设计

在路堑堑顶设置截水沟，拦截地表径流，避免坡外的水沿边坡流下，对边坡坡面形成冲刷。坡顶截水沟距坡口5 m。沟底纵坡最小0.3%。截水沟为梯形。

在坡段平台上设置平台截水沟，以减少坡面的冲刷。沟底纵坡不小于0.3%。

在坡脚设置排水沟，避免边坡水冲刷路基。路肩排水沟为矩形。

锚杆混凝土框架内，采用挂三维网植草措施减少雨水对坡面的冲刷。

（2）坡体深层的排水设计

在浆砌片石护面墙边坡设置斜孔排水。排水孔采用直径5 cm PVC管，外倾坡度为4%，水平、竖直方向间距为3 m，采用梅花形布置，贯穿墙体并以土工布扎口。

（3）泄水槽

由于边坡较长，为方便管理和养护，及时排出平台截水沟积水，坡面每隔80～100 m设一道泄水槽（兼检修人行梯道）。

7 边坡施工和监测

本工程边坡为永久性边坡，边坡安全性等级为一级。应选择类似工程经验丰富的施工单位采用信息施工法施工。

本工程路堑边坡采用施工监测、信息化动态设计方法。施工中应该加强边坡的监测，必要时进行施工安全预报，确保施工安全。

8 结语

市政道路是城市的重要组成部分，边坡是否稳固对行车及行人安全尤为重要，因此，道路边坡段稳定性计算和监测，是确保高边坡路段道路运营质量的重要因素。对城市的建设与经济发展都有深远的意义。按相关规范要求及设计经验对市政道路边坡进行合理安全的设计，保证市政道路线形良好，在缓解交通压力，美化城市环境读同时，为城市居民提供一个美好的生活环境。

[1]GB50330-2013,建筑边坡工程技术规范[S].

[2]刘志强.锚喷支护技术在山区公路边坡防护中的应用[J].公路交通科技:应用技术版,2006(2):258.

U416.1+4

A

1009-7716（2017）03-0067-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.03.020

2016-12-19

杨琼（1989-），女，福建泉州人，助理工程师，从事道路设计工作。