广东省韶新高速东三枢纽强风化炭质页岩深路堑边坡的处治

马 伟

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031）

在强风化炭质页岩的软质岩深路堑边坡加固工程中，抗滑桩被广泛应用，同时，近年来深路堑的北斗监测也在工程中有了不少新发展。文章针对该边坡特征，考虑防排水及生态设计理念，着重介绍支挡加固的措施。希望通过对该边坡的全方位设计，起到抛砖引玉的作用，使抗滑桩+坡面封闭+喷播植草理念在软质岩边坡处治中得到灵活应用。

1 边坡工程概况

该场地属剥蚀丘陵地貌，起伏较大。经钻孔揭示地质有<14-1C-2>强风化炭质页岩：灰黑色，碳质结构，风化裂隙极发育，原岩结构部分破坏，尚可辨认；<14-1C-3>中风化炭质页岩：灰黑色，碳质结构，页理状构造，夹灰岩薄层；<14-6-2>强风化泥质粉砂岩：砖红色，泥质结构，原岩风化强烈，风化裂隙极发育；<14-3-3>中风化砂岩：灰白色，裂隙发育，岩体较破碎。

2 边坡稳定分析

（1）自然斜坡稳定性评价：未见不良地质现象，场区内地表水不发育，地下水埋深较深，段内自然斜坡总体稳定性较好。

（2）开挖后路堑边坡稳定性评价：赤平投影图如图1所示。根据投影图分析，右侧边坡场地节理发育复杂多变，产状倾向和边坡坡向小角度相交，对开挖边坡稳定性有不利影响，边坡考虑一定程度的局部失稳。其他节理分析对开挖边坡稳定性无不利影响。

3 边坡稳定性计算

（1）岩土设计计算参数取值如表1所示。

图1 赤平投影图

（2）滑坡推力计算。边坡代表性断面图如图2所示。边坡高度均按8m控制，坡率均为1∶1.5，第二、四、五级平台宽2m，第一级平台宽4m，第三级级平台宽10m；第一至第四级边坡采用锚杆框架梁加固，锚杆长11.5m，第一级平台处设置抗滑桩。

工程实施以分级开挖逐级支护为原则，在设计计算过程中采用圆弧滑动法逐级计算边坡的整体稳定。当边坡开挖支护至第一级平台设计标高时，经逐级计算分别满足边坡整体稳定要求。

第一步，假定抗滑桩位置为路堑挡土墙，计算简图如图3所示，将<14-1C-2>强风化炭质页岩层视为1号块，其下的两层<14-1C-3>中风化炭质页岩一并计作2号块，考虑综合内摩擦角，检算时选取最不利墙背破裂角按45°计算，采用土压力理论按照极限平衡法计算得到挡土墙水平土压力为605kN/m。

第二步，将桩后及桩顶以上整个边坡按圆弧滑动面计算，计算找出最不利滑动面。设定该最不利滑面为折线，采用传递系数法（显式）计算该滑面的滑坡推力，经计算抗滑桩所受推力为690kN/m。结果如表2所示。

表1 岩土设计计算参数表

综合上述两种受力计算结果取大值，该段抗滑桩受到的滑坡推力取690kN/m。

图2 边坡代表性断面图

图3 土压力计算简化图

4 边坡支挡防护设计

拟定采用20m长的2.0m×2.5m矩形桩，根据规范定桩中对中间距为6m。滑坡推力按三角形分布作用在桩上，滑动面以下的地基系数按照“m”法计算，根据岩体力学试验参数和规范，锚固段土层顶面的地基系数k取100000kN/m3，锚固段土层地基系数的水平方向比例系数m取20000kN/m4，地基系数为梯形分布。

经计算离桩顶11.2m处最大弯矩为13561kN·m；离桩顶9m处最大剪力为3575kN。抗滑桩计算结果如表3所示，桩身位移及横向容许承载力均满足要求。

表2 滑坡推力计算结果

表3 桩身位移及内力计算结果

根据抗滑桩受力特点对抗滑桩进行配筋设计，并进行截面复核，截面及配筋均能满足受力要求。

由于该段挖方高度大，且强风化炭质页岩遇水强度极低，故坡面开挖后在炭质页岩出露的地方必须及时喷射混凝土封闭。第一级与第三级宽平台及炭质页岩出露的边坡平台处，需用30cm厚浆砌片石进行平台硬化。

5 边坡施工注意事项及北斗监测

抗滑桩施工必须待桩顶以上边坡加固工程达到设计要求后方可开展抗滑桩基坑开挖。抗滑桩施工完且其身强度达到设计强度的85%以上后方可进行桩前土体开挖，严禁边开挖桩前边坡边施工抗滑桩。

在施工及通车后，对该段深挖路基的变形与稳定进行北斗监测工作。北斗监测系统由智能感知层、数据传输层、中心层、应用层四大部分组成。本段边坡设监测断面3个，分别对CK0+340、CK0+360、AK1+200里程的地表位移、深层水平位移、边坡锚杆应力进行监测。

6 结束语

强风化炭质页岩遇水强度极低，该类地质情况下的深路堑边坡极容易存在滑坡危险。根据地形和地质条件，东三枢纽该段路堑边坡采用宽平台+缓边坡+抗滑桩+锚杆框架梁+竖横梁内喷播植草+喷射混凝土封闭的处治方式，能有效对边坡进行加固，同时满足了生态设计的要求。在无法采用缓边坡大开挖且地下岩层能有效提供锚固力的地段，可适当抽陡边坡选取锚索框架梁加固。相信文章的研究能对以后类似软质岩深路堑边坡加固方案起到较好的借鉴作用。