软弱夹层顺层路堑高边坡变更设计案例浅析

2018-04-26李文娟

山西建筑 2018年9期

李文娟

(贵州省交通建设工程质量监督局，贵州贵阳 550081)

0 引言

顺层边坡是指边坡倾斜方向与层状基岩的倾向接近或者大体一致的边坡。岩层走向与线路走向夹角较小或近于平行，层面间有软弱夹层，开挖后可能产生顺层滑动地段，当岩层倾角大于35°时，岩层倾向线路一侧原则上采用顺层清方；当岩层倾角在10°～35°之间，顺层清方量大或无条件清方时，视岩层间软弱夹层情况设置抗滑工程，如抗滑桩、锚索桩、大锚杆及锚索等方案综合处理。在铁路工程建设中，由于地质结构、水文条件及环境的复杂性，施工条件的局限性和新技术、新设备的采用等，发生工程变更十分常见，本文以渝贵铁路某段顺层边坡变更设计为例，对此类边坡进行分析。

1 工程概况

原施工图设计：路堑边坡按照1∶0.75,1∶1,1∶1.25,1∶1.5设计坡率刷坡，10 m一级，边坡平台宽2 m，一级平台边坡防护形式采用光面爆破+坡面嵌补+种植爬山虎+SNS主动防护网；二级平台边坡防护形式人字型截水骨架内灌草护坡或采用锚杆框架梁；三级平台边坡防护形式人字型截水骨架内灌草护坡或采用锚杆框架梁；四级平台边坡防护形式人字型截水骨架内灌草护坡或锚喷网种植爬山虎防护。

2 施工及现场变形情况

本段路基于2013年11月10日开始开挖，2014年3月10日开挖至高程885 m～898 m(原设计路肩高程为880 m～885 m)，范围为线路右侧60 m至左侧40 m，右侧形成临时边坡高约6 m～16 m，坡面防护工程未施作，临时排水措施未实施。2014年3月10日二级边坡出现弧状坍塌(见图1)。2013年11月10日～2014年3月10日间连日阴雨(气象资料：阴雨天气共57 d，总降雨量为211.7 mm)，该段路基为雨季施工。

3 稳定性分析

施工中出现垮塌后，参建四方及时现场核对，地质专业对开挖坡面逐一进行产状量测并重新进行地质填图，地质变化：灰岩、白云岩夹泥灰岩地层变更为灰岩、泥灰岩夹页岩地层；增加页岩夹灰岩地层；层间参数变化为C=10 kPa，φ=16°。现场开挖揭示一、二级边坡以页岩夹灰岩为主，三、四级边坡以灰岩为主，局部夹透镜状页岩。由于页岩夹灰岩地层不连续，在坡顶尖灭，钻探揭示以灰岩为主。原设计的地质条件未显示页岩软弱夹层，岩性以灰岩为主，根据地质参数计算土压力和顺层推力，边坡开挖后满足安全系数要求，因而仅对坡面加强防护。

此段边坡发生变形主要是两方面原因：一方面是边坡开挖后，坡面未及时防护，临时排水设施未及时施作，雨季施工，坡面吸水使得页岩膨胀、崩解而引起坡面溜坍；另一方面是雨水沿着岩层裂缝下渗，改变了边坡的应力状态，降低了坡体中软弱夹层的抗滑力，增加了下滑力，从而引起边坡局部失稳下滑。

4 整治措施

利用变更后的地质参数对边坡进行力学计算，取顺层推力和土压力中大值作为推力计算值。选取多个断面进行计算，顺层推力均为负值，土压力值更大，取安全系数K=1.25，计算得下滑力数值为300 kN～400 kN，进行抗滑计算，变更整治工程措施如下(见图2)：

1)坡脚两端低矮处设置重力式路堑挡土墙，中间设锚固桩间挡土墙，桩间距(中—中)均为7.0 m，左侧设置11根，右侧设置42根，桩长为16 m～18 m，桩截面分别采用1.5 m×2.0 m，1.5 m×2.25 m；

2)坡面按照变更后顺层倾角13°～15°坡率进行顺层清方，坡面采用锚索(杆)框架内植生袋(灌草)护坡，自下而上第一级坡面框架矩形布置，斜边间距4 m×4 m，采用φ110钻孔，每孔设4束φ15.2钢绞线，锚索长度为20 m～29 m，其中锚固段长9 m，锚固体与水平面的夹角为30°；第二级坡面框架矩形布置，斜边间距3 m×3 m，锚杆采用φ32 HRB400螺纹钢制作，每孔采用1根，钻孔采用φ110钻孔，锚杆长度均采用8 m，锚杆体与斜面垂直；三级边坡坡面采用人字形截水骨架灌草护坡或灌草护坡。