广西某高边坡治理设计

赵秋鹏 侯小峰 刘博涛

（中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西 西安 710003）

关键字：高边坡；泥岩；排桩式锚杆挡墙；格构式锚杆挡墙

广西某地区的高边坡场地为紧靠平而河的自然边坡，因现有红线范围难以容下拟建的建筑设施，北面边坡坡脚从红线起向北切坡，西面边坡坡顶边线要预留10m的保护距离，由上往下切坡，切坡尽量少占用红线范围内的场地。本场地的东侧临冲沟以填方为主，西侧及北侧将切出，最大切坡高度约53m的建筑边坡。

1 边坡区地质环境条件

边坡区属于侵蚀、剥蚀的丘陵地貌，地形起伏不平，高程在161.16～207.72m，相对高差约46m，坡度一般25～40°左右；年平均气温19.50～21.40℃，年平均降雨量1200～1400mm；地层主要由三叠系中统百逢组泥岩（T2b）全风化泥岩、强风化泥岩、中风化泥岩、中风化钙质泥岩组成；地下水类型划分为基岩裂隙水，埋藏较深，对场地影响不大；场区没有较大的断裂构造通过，场区及影响范围内的周边断层相距较远，对拟建场区影响小，场区地质构造简单；边坡区及其附近未发现滑坡、崩塌、塌陷、地裂缝等不良地质作用。

2 高边坡稳定分析

该边坡为岩质边坡，支护高度从153～206.52m的标高范围，分四级台阶支护，边坡总长约210m，总高度基本＞30m，边坡安全等级一级，据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013第4.1.8条判别本边坡勘察等级为一级。边坡后缘植被较发育，坡脚为拟建建筑物（边坡距拟建建筑物约4m），坡体由全风化泥岩①层、强风化泥岩②层、中风化泥岩③层、中风化钙质泥岩④层组成，岩体受水入渗浸泡后，抗剪强度降低，自重加大，边坡欠稳定。

通过调查，场区地表植被较发育，场区人类活动主要为林地耕种，边坡在自然状态下整体是基本稳定的，在饱水状态下，经调查及浸水试验，场地中泥岩遇水易崩解及软化。边坡将处于欠稳定状态，预测破坏形式主要在风化强烈的岩体在饱水软化及风化作用下，将不断的产生剥落、崩塌和掉块或沿软弱结构面呈圆弧式滑移。上述隐患如不及时防护治理，岩体将会出现较多的不稳定块体的滑落、崩塌、滑坡，高切坡的稳定问题将影响其下拟建建筑物及人员的安全。

3 设计方案

3.1 设计参数

1）边坡类别：上部强风化泥岩为岩质Ⅳ类边坡，下部中风化泥岩为岩质Ⅲ类边坡。

2）边坡重要性系数为1.1（边坡工程安全等级为一级）。

3）设计使用年限为：50年。

4）强风化泥岩：岩体C=40KPa，φ=25°；岩体重度r=20.8KN/m3；岩石与锚固体粘结强度特征值取：160KPa；基底摩擦系数u=0.40；地基系数m=30000kN/m4；侧向承载力容许值σ=400kPa。

5）中风化泥岩：岩体C=45KPa，φ=30°；岩体重度r=22.3KN/m3；岩石与锚固体粘结强度特征值取：270KPa；基底摩擦系数u=0.40-0.60；地基系数m=50000kN/m4；侧向承载力容许值σ=1500kPa。 6）边坡岩体破裂角取57.5°，等效内摩擦角取46.0°，岩层与结构摩擦角取10.0°。

7）M30水泥 （砂）浆与岩石之间粘结强度：270KPa。

8）M30水泥 （砂）浆与钢筋之间粘结强度：2.40MPa，与钢绞线之间粘结强度：2.95MPa。

9）混凝土强度等级为C30；钢筋采用HRB400及HRB335。

3.2 设计方案

建筑场地开挖后，拟建建筑物的设计标高为154.00～154.50m，原始地形高程在 161.16 ～207.72m，边坡中部高将形成度约53m的高边坡。

拟建边坡上部以强风化泥岩为主（顶部有薄层全风化泥岩），工程性能一般，自然状态下边坡稳定，无滑坡塌方等地质灾害发生。拟建边坡下部以中风化泥岩为主（局部为中风化钙质泥岩），工程性能较好，但开挖暴露后易崩解，工程性能逐渐变差。

拟建边坡勘察范围内无地下水位，强、中风化泥岩为弱透水和弱含水层，水量贫乏，工程水文地质条件良好，对工程建设影响较小，降雨对边坡的影响主要为表面冲刷。

具体设计方案如下：根据场地边坡的工程地质、水文地质特征，结合场地环境及要求，拟建建筑边坡设计采用下部直立排桩式锚杆挡墙，中部切坡格构式锚杆挡墙，上部坡率法联合锚喷坡面防护，同时坡顶，坡脚做好绿化和排水系统。

图3 转角两侧设计立面示意图

1）排桩式锚杆挡墙：嵌固点以上高10米，嵌入深度8米，截面形状为圆形，直径1.5米，中心距4.0米。砼强度等级C30，纵筋级别HRB400，箍筋级别HRB335，排桩纵筋直径25mm，钢筋保护层厚度35mm。排桩间采用挂网喷射混凝土护面。锚杆（索）道数为两道，竖向间距2.0-2.5米，入射角20度，自由段长度18.0米，锚固段长度5.0米，锚固体直径200mm。

2）格构式锚杆挡墙：格构梁设计数据：垂直高度20米，坡度1∶1；竖梁每幅3道，间距4.0米，截面宽0.60米，截面高0.50米；平梁9道，截面宽0.40米，截面高0.40米，左悬长度2.0米，右悬长度2.0米；梁砼等级C30，梁纵筋级别HRB400，梁箍筋级别HRB335，梁箍筋直径22mm。格构梁间无挡土板，采用挂网喷射混凝土护面。锚索竖向间距2.5米，入射角20度，自由段长度18米，锚固段长度5.0米，锚固体直径200mm。

3）率法联合锚喷坡面防护：坡率法设计数据：坡度1∶1.50，分级放坡坡高10.0米，台阶宽度1.0米。坡面防护锚杆布置采用行列式排列，水平间距2.0米，垂直间距1.11米；采用全粘结锚杆，锚杆长度6米，锚杆倾角20度，钢筋直径20mm，钻孔直径70mm；采用钢筋混凝土锚喷防护，混凝土喷层厚度80mm，喷射混凝土强度等级C25；采用φ8单面双向200*200钢筋网，锚杆处设水平向2φ16加强筋；面板沿边坡纵向每隔20-25米设竖向伸缩缝。

4）绿化和排水：本工程因边坡岩土体易风化崩解而采用锚喷坡面防护，边坡绿化选用主根浅、适应性广泛、吸附攀爬能力强、覆盖效果好的木质藤本植物爬山虎为主，辅以三角梅进行绿化。边坡工程施工范围处地下水位之上，地下水对护坡工程影响不大，故不考虑地下排水措施。护坡工程按规范要求设置泄水孔。场地雨季降水强度较大，边坡工程须设置完善的坡面排水系统，采用截水沟、急流槽、消力池、排水沟等防止降雨对边坡工程的危害。

5）同时做好对坡顶水平位移和垂直位移、地表裂缝、支护构筑物变形、支护结构的监测。

4 结语

通过对该高边坡的地质环境条件，评价其稳定性，最后综合分析，确定其治理方案为，直立排桩式锚杆挡墙+格构式锚杆挡墙+坡率法联合锚喷坡面防护+绿化和排水系统，为该地区的类似高边坡设计治理提供一定的参考依据。