不良地质市政道路高边坡施工技术应用研究

2020-01-09陈碧芳

四川水泥 2019年11期

陈碧芳

（厦门市大方舟建设有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

不良地质市政道路高边坡施工中，很有可能因为各种原因，导致边坡失稳或破坏，从而影响道路施工质量，因此，在高边坡施工时，应注意道路施工变形，防止因施工问题影响整条道路运行。下面笔者将以三明市城市绿道建设工程为例，通过分析该工程建设情况，把握不良地质市政道路的高边坡施工技术，为山区城市的高边坡施工提供借鉴。

1 工程概况

三明市区城市绿道建设工程的地貌单元处于低山区山坡地带，周边均无重要建筑物。第一标段位于三明市梅列区内。北起宏宇花园，经过翡翠城后山，南到军分区后山谷。该地地貌单元处于低山区山坡地带，周边均无重要建筑物。该地上部地层主要有含少量角砾粉质粘土和坡积碎石，下伏基岩为侏罗纪长林组砂岩。经勘探测得，根据该地区气候条件分析，该地区秋冬季节适合道路建设，市政道路施工应选在秋冬季节，此时降水量较少，可以有效防止降水问题引起的不必要的损害。根据国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及闽建设[2003]10 号文，梅列区抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，设计特征周期为0.35s，抗震设防类别为标准设防类别，即丙类。

2 含水率与高边坡强度参数的关系

梅列区地处闽中山区，位于戴云山脉与武夷山脉间汇水区，属亚热带季风气候，温和湿润，雨量充沛，相对湿度78%，年平均降雨量1821.47mm 左右，2-6月为雨季，降雨量占全年的47%以上，11 月至翌年2 月为枯季，7、8 月份常见暴雨。从该地区的降水特点可以看出，在对高边坡进行开挖时，需考虑经过降雨期的边坡，雨水渗入边坡岩层后，会使边坡土质发生变化，从而影响边坡的稳定性，对含水率与边坡强度参数关系式可以从边坡岩土体力学角度思考，具体如下：

式中 c，j ——土体强度参数

从式中可得，粘聚力和内摩擦角是影响土体抗剪强度的主要参数，随着降水量的不断增多，土体抗剪强度就会降低，后又有许多学者针对该理论进行了分析验证，经过一系列实验得出新的理论分析，提出非饱和土强度理论，具体公式如下：

式中ua——土体中的孔隙压力，单位为kPa；

通过对该地区市政道路高边坡的建设施工，研究了边坡岩土体力学性质与含水率之间的关系，通过对本工程建设的现场取样，进行了压缩实验与直剪试验，得出了如下数据，具体情况如下图所示。

图6 压缩系数与含水率关系图

图7 压缩模量与含水率的关系曲线

图8 粘聚力与含水率的关系曲线

图9 内摩擦角与含水率的关系曲线

由上图可知，该实验边坡土质的天然含水率在10%~14%，降雨之后的含水率在18%-30%之间，且从图1、图2 中看出压缩模量随降水率的增大而降低，从图3、图4 中得出粘聚力随着含水率的增加而降低，由此说明，降水率与高边坡土体的强度参数息息相关，降水量越大，高边坡土体强度越小。

3 高边坡加固施工技术

3.1 边坡开挖

边坡开挖应遵循逆施工法原则，及时运走土方，开挖过程中注意保持边坡的稳定性及坡率，对于岩体破碎的地段宜采用隔断开挖的方式。

该项目全部采用机械化施工,挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车联合作业。对于较短的路堑采用横挖方法，对于较长的路堑采用纵挖法，对于设计拟定的路基排水系统，要随挖随施工，保证雨季不积水，并及时安排边沟、边坡的修整和防护，路堑达到设计标高后，用平地机整平,刮出路床,并预留压实量,最后用压路机压实。

用压路机压实后，根据该地区地下水位情况，以及该地区地下岩层状况，不断完善该地排水系统，采用渗沟排水方式，将妨碍工程建设的地下水进行有序排放。

边坡开挖结束后，相关部门要对边坡设计的尺寸、坡度、平整度等进行验收，对不符合规范要求的应及时进行修正处理，最终必须达到规范要求。

3.2 锚杆施工

锚杆挡墙对高边坡稳定性具有一定意义，不同边坡土质稳定性对锚杆挡墙支护有不同的要求，对于不需要边坡控制的锚杆挡墙，其侧向岩土压力有固定的计算方法，具体如下：

表1 锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数β2

对于高边坡以坚硬的黏土和密实的沙土为主要成分的，应当采用逆作法施工，根据上述公式，可以求得侧向岩土压力水平分力的标准值，再根据锚杆的荷载能力对锚杆进行设计。施工过程中应注意对锚杆的布置，须按照施工要求进行布置，尽量与边坡保持垂直走向，尽量与结构面的倾角保持为最大。

3.3 加筋挡土墙

加筋挡土墙在建筑工程起着加固地基的作用，当高边坡原地面较陡时，采用浆砌挡土墙、护肩、护脚等进行处理。本部分内容主要介绍加筋挡土墙加固方式。图5 为加筋挡土墙结构示意图。

图10 加筋挡土墙结构示意图

本工程路段内填土高度>=2 米或急弯危险地段，均应设置安全护栏。本工程有挖方余方外运，经业主联系确定弃土场，土方运距约20 公里，弃土场边坡考虑植草、平整、排水沟等防护措施，要求分层堆弃压实，压实度>85%。施工须严格按照相关规定，有序施工，对开挖边坡一定符合相关规定，不得随意开挖，施工工具不得随意摆放，应摆放有秩序。尽量保持场地清洁。

3.4 抗滑桩

抗滑桩在这一施工过程中必不可少，主要作用是保持底层稳定性，保证施工质量。其作为一种结构物，受力基本原理主要采用的是地基系数法，就抗滑桩而言，由于桩受力变位，对地基土产生一定的作用力，进而引起该点的压缩变形，压缩变形越大，力就越大，反之力就越小，具体公式如下：

Xy——y点地基的压缩变形量；

K——地基系数或称地基抗力系数，

根据抗滑桩的结构原理，了解到抗滑桩是深入地下的一种结构物，而地基下的含水量、岩层性质等不是一成不变的，因此会影响地基的系数，使地基的系数难以确定。

本工程边坡高度较高，地质条件较为复杂，若施工不当很容易导致施工质量问题，影响人们出行安全，对道路建设带来极为不利的影响，采用的支护方式也多种多样，因此，为保证工程质量，保证边坡稳定性，不仅需要运用正确、合理的施工方法，还需在施工过程中加强管理，做好施工后的维护工作，在施工结束后，相关监理单位应对施工结果进行勘探，保证施工质量。