新建土质边坡防护加固方案设计及安全管理措施

0 引言

边坡尤其是土质边坡失稳时常发生，边坡失稳是多种因素综合作用下的结果，不同环境下影响边坡失稳的因素不同，对于具体工程，首先要分析边坡失稳机理，选择合适的防护加固措施，并对防护加固施工可能会出现的危险源进行识别并提出安全管理措施。

1 工程概况

边坡位于邵武市金塘工业园金塘大道西侧，边坡长度约220.00m，高度约65.00m，呈南北走向，现状坡度约33～63°，坡体已基本开挖成阶梯状（坡率1∶1.50～1∶0.50），根据坡体出露岩性，属土质边坡。

坡底外20多米处为绿益新企业厂区，坡顶为茂密杉木林地，坡面无植被，边坡破坏后果严重，边坡工程安全等级一级。边坡支护结构的设计使用年限应大于被保护的坡底建（构）筑物设计使用年限，为永久性边坡，设计年限为50年。

2 边坡稳定性分析

2.1 边坡特征

削坡完毕已有两年，现存在部分土质边坡滑塌（主要位于第五阶边坡），第一阶至第三阶处有一拱起石坡，主要为碎块状强风化片岩和中风化片岩，第一阶至第四阶有做临时排水，第四阶往上则无临时排水。边坡开挖时间较长，坡面受雨水冲蚀严重，形成多道深切冲蚀沟，以及个别冲蚀空洞，宜及时进行治理，防止冲蚀范围扩大形成滑坡地质灾害。

本次勘察未发现不良地质作用及地质灾害。

2.2 边坡稳定性的环境因素

边坡所处的环境因素对边坡稳定性造成影响，对大多数边坡而言，边坡岩土体组成、降雨入渗、人类活动、地震等影响着边坡稳定性[1]。

图1 边坡位置示意图

图2 边坡现场示意图

图3 边坡滑塌处示意图

2.3 边坡安全稳定性评价

该边坡属为土质边坡，根据土力学原理，土质边坡破坏形式多为圆弧状，采用瑞典圆弧法对边坡稳定性进行计算，计算软件选用理正岩土工程分析计算软件6.5PB2。

对天然状态与降雨地表水下渗时两种不同工况下边坡稳定性进行计算，计算过程考虑边坡竣工后坡顶的加载，不考虑地震力的影响。边坡稳定性验算的公式为：

根据边坡实际情况，选择5-5′、10-10′剖面，根据岩土设计计算参数，采用简化Bishop圆弧法进行最危险滑动面优化搜索，得出最不利滑动面的边坡稳定性系数[2]，计算结果详见表1。

表1 各剖面稳定性计算结果

根据上述计算结果，参照福建省地表《岩土工程勘察规范》（DBJ 13-84-2006）中一级边坡稳定安全系数要求，见表2。5-5′剖面天然状态下、饱和状态下稳定安全系数分别为0.941、0.687，小于1.00，处于不稳定状态；10-10′剖面天然状态下稳定安全系数为1.068，处于基本稳定状态，饱和状态下稳定安全系数为0.775，处于不稳定状态。

表2 地标边坡稳定安全系数取值

综上，天然状态下该边坡处于不稳定～基本稳定状态，在强降雨地表水入渗下，边坡体达饱和状态后，均处于不稳定状态。需采取措施对边坡进行防护加固。

3 防护加固工程设计

3.1 设计原则

边坡防护加固工程设计的目的是采用合理有效防护措施对边坡进行加固，抑制边坡形变产生、发展，恶化进而导致边坡发生滑塌等破坏，保证边坡的长期稳定和安全[3]，边坡防护加固措施见表3。

表3 边坡防护加固措施

3.2 设计方法

根据《建筑边坡支护设计规范》（JTG D30-2015）要求，安全等级为一级，永久边坡一般工况下稳定安全系数为1.35。根据初步设计规划方案，结合场地的工程地质条件、周边环境条件及工程需要，总体防护加固工程设计方法见表4。

表4 不同状态边坡防护加固设计方案

本工程由于土质较差且稳定安全系数较高，则通过计算，利用预应力锚索框架将所有断面的安全稳定系数提升到1.35以上。

3.3 主要设计内容

①边坡加固方式。

本次设计边坡共有九级，各级的坡率为（1:50-1:0.5），采取的防护加固措施为：预应力锚索框架梁+梁内液压喷播客土植草灌。

边坡第一级至第三级中间段有一碎石边坡拱起，将其削至与边上坡率相同后，采用系统锚杆加挂TBS镀锌网植草灌。

对于有裂缝处需以混凝土补齐。

滑塌部分消去浮土后，沿着消去后采用宽柱预应力锚索框架梁，框架内液压喷播植草灌，不宜回填。

边坡体冲刷形成的冲蚀沟、空洞，因面积不大，液压喷播植草灌即可。

②排水系统。

于坡顶外低洼处设置梯形截水沟，水通过急流槽、跌水井流入坡底边沟，每个平台均设置排水边沟与急流槽相连，流入坡底边沟，在坡体设置仰斜式排水孔与泄水孔，将山体内的水导出，最后于坡底沿厂房用地红线外三米处布设一ϕ100cm圆管涵至现状道路雨水井。

4 安全管理措施

4.1 施工危险源识别及安全措施

在高边坡施工中存在的危险源：机械伤害、触电伤害、及暴雨后可能出现的滑塌和滑坡。

其中危险点及危险部位主要位于原先就有滑塌空洞的部位，如K0+100-K0+145第四层边坡滑塌处，K0+162-K0+170第二层边坡滑塌处。

采用安全措施主要有：

①施工时应对这些危险源予以公示，并在其部位悬挂安全警示标志；

②边坡治理前应按设计要求完善排水系统，防止地表水和地下水对施工造成影响；

③做好汛期防水、边坡保护措施、防止边坡坍塌造成事故。

对边坡易风化崩解的土层，应先做好施工安全防护，边开挖边支护。

表5 边坡防护设计计算指标

图4 边坡加固设计平面图

4.2 安全管理措施

①地下水对边坡变形和滑坡病害影响较大，加固施工要在雨季来临前完成施工，确保边坡稳定和安全。

②采用动态设计结合信息化施工方式进行加固，加固工程措施根据开挖过程中实际揭露的地层信息和边坡结构条件进行必要的调整和改善，从而达到经济、合理、安全可靠的目的。

③边坡底距厂房仅20余米，为了尽量减少或避免施工过程给厂房生产等造成不利影响，施工单位应编制详细、合理、可行的施工组织设计方案，满足工程施工进度要求。在边坡工程施工前，应详细设计施工方法、施工过程、劳动组织和安全质量管理，施工过程做好各项安全防护工作，严防安全事故的发生[4]。

④如发现安全隐患应及时处理并通知设计单位进行相关处理。

⑤施工单位现场施工时应注重施工地质条件的观察，若现场地质条件与设计有偏差，应及时通知设计单位对加固措施进行变更设计。

5 结语

本文以邵武市金塘工业园金塘大道西侧土质边坡为例，根据边坡工程概况及特性，提出采用预应力锚索框架梁+梁内液压喷播客土植草灌方式对边坡土体进行加固，并通过优化边坡排水系统实现边坡防护加固，根据工程施工可能出现的危险源进行识别提出安全管理措施，确保边坡防护加固施工的顺利进行。