城市道路边坡失稳支护设计的实例分析

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　　 摘要：随着城市建设速度的加快和建设规模的扩张，山区和丘陵地区的市政道路路基边坡问题也越来越多。自然边坡在长期地质历史过程中经过不断地应力调整和平衡，最终会达到一个相对稳定的状态；但工程建设往往会打破这种原始的平衡状态，使边坡重新进入应力调整过程，从而可能导致边坡应力重分布时发生失稳。笔者以某市政道路边坡工程为依托，主要论述该边坡失稳的原因、加固和监测方案的设计以及监测数据的
　　分析和评价。
　　 关键词：市政道路；边坡失稳；支护设计；施工监测
　　 1 工程概况
　　 某市政道路工程是在原有道路基础上的改扩建工程，且道路建设同时要在路基中进行排水管道的建设，原道路位于边坡的中部。为残丘及冲沟，场地地势起伏较大。边坡坡度为16～20°，边坡总长约150 m，坡高4.0～11.0 m；坡顶为废旧车辆弃置场，坡体上有一输电线路经过，原路堑边坡采用重力式挡墙进行支护，路堤下方为居民区。工程建设初期，边坡局部产生了滑坡，滑坡体厚度4～7.5 m。
　　 根据岩土工程勘察报告资料，该边坡主要岩土层从上至下依次为杂填土、残积粉质黏土、强风化泥质粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩。其中残积粉质黏土层厚度为1.5～3.5 m，强风化泥质粉砂岩层厚2～4.2 m。边坡地下水埋藏较深，边坡土体含水主要来源于大气降水和生活污水，由于施工期间正处于雨季，大气降水对边坡稳定的影响作用较大。
　　 2 边坡失稳原因分析和支护设计
　　 工程建设初期，由于对边坡的稳定性分析认识不足，没有采取有效的预先支护措施，施工过程中边坡产生了一定范围的滑动，一度严重影响了工程安全和进度。因此，正确分析和把握边坡的稳定性状态，对可能失稳的边坡进行必要的加固十分重要。
　　 2. 1 边坡失稳原因分析
　　 影响边坡稳定性的因素很多，包括了工程地质条件、工程开挖扰动、水文气象条件等等。经过综合分析，以下几点是可能引起边坡失稳的原因：
　　 1）从该边坡的工程地质条件可以明显看出，粉质黏土和强风化泥质粉砂岩的岩土交界面是一个软弱层面，是边坡潜在的滑动面。
　　 2）由于新建道路是在原有道路基础上扩建，施工过程中原路堑侧的挡土墙拆除，虽然同步进行放坡处理，但总体上下滑力是增大的。同时，道路路基下方要开挖5 m 宽、4.8 m 深的排水管明沟，开挖深度超过了潜在滑动面，形成滑动临空面（见图1）。
　　
　　 图1 边坡典型剖面示意图
　　 3）施工期间处于雨季，降水丰沛，坡体岩土体的含水量会增加，尤其是粉质黏土和强风化泥质粉砂岩的岩土交界面浸水会软化，抗剪强度下降，边坡极易沿该软弱面产生滑动。
　　 由此可见，该边坡在工程施工的过程中产生失稳的可能性很大，必须对其进行加固治理和支护。
　　 2. 2 边坡支护设计
　　 在该边坡稳定性分析中，采用极限平衡法进行定量计算。先利用开挖前边坡处于稳定状态的条件，反算得到岩土体的力学性质参数，然后将反算出的参数代入计算边坡开挖过后的稳定安全系数，计算结果在0.87～0.95 之间，说明开挖后的边坡会处于不稳定的状态，容易产生滑动变形。基于以上稳定性分析的结论，必须对该边坡进行支护设计，针对可能引起边坡失稳的因素采取相应的处治措施。
　　 1）对原坡面进行放坡处理，清除路堑侧挡墙拆除后松动的土体，按照1∶1.5 的坡比放坡，卸掉多余的荷载，减小下滑力。
　　 2）选取不同的计算断面，根据计算所得剩余下滑力的大小，在坡脚处按照2.5～3 m 的间距，设置桩径为1.2～1.5m、桩长为9 m 的抗滑桩，以增加抗滑力。抗滑桩采用跳挖式施工，至少间隔2 根桩，严禁大断面同时开挖。
　　 3）做好坡面的防水、坡顶截水和坡脚排水措施，及时疏排地表水，防止地表水渗入坡体软化岩土体。
　　 3 施工监测
　　 施工监测对工程的指导意义在于对监测数据的分析，并从分析中得到与边坡设计、施工和边坡稳定性相关的信息，然后再将其反馈到工程实践中，对设计与施工进行必要的调整，优化设计、检验施工的有效性、合理性，并指导施工。
　　 该边坡施工监测方案以位移监测为主，包括地表位移监测、深部位移监测和地下水位监测等。监测点布置见图2。采用常规监测与加密监测相结合的方法，常规监测按固定的时间间隔进行监测，如遇到突发性变形、暴雨等情况则采取加密监测。
　　
　　 图2 边坡施工监测点布置图
　　
　　 3. 1 地表位移监测
　　 地表位移量为当前周期监测点位移减去上一周期监测点的位移，反映相邻周期间监测点的位移大小。L3、R4 和R4’点是K2+300 附近的监测点，R4’是因为R4 位移变化过大被破坏后补充设置的，该处在工程施工中曾经发生相当规模的滑动，是整个边坡最不稳定的地段。从R4 和R4’的变化曲线可以明确看出边坡支护措施实施之前，R4 的位移一度达到近15 cm，坡体已经产生滑动，而后由于对边坡采取相应的加固支护措施，R4’基本稳定，变化值很小。L3 的变化值一直较小，说明路堤侧的边坡是基本稳定的，也没有受到工程施工的影响。
　　 3. 2 深部位移监测
　　 深部位移监测能够测量边坡岩土体沿竖直方向不同深度的位移变化值，是判断滑动面和坡体稳定程度的重要手段。X2 是K2+300 附近路堑侧的监测点，监测装置在抗滑桩施工前安装，因为随后该段坡体发生滑动而被剪断破坏。X1 位于该段路堤侧，其变化值很小、累积位移最大值不到5 mm，说明路堤侧边坡是基本稳定的（见图3）。
　　
　　 图3 K2+300 处X1 深部位移监测点沿主滑方向累计位移-深度曲线
　　 4 结论
　　 通过实例分析表明，市政道路边坡工程问题应从稳定性分析入手，在正确评价边坡稳定性状态的前提下，对工程施工中可能出现变形过大甚至失稳的边坡进行必要预先支护处理加固。与此同时，应进一步加强对施工监测工作的重视，充分发挥其在边坡工程动态设计和信息化施工中的作用，以保证施工安全高效地进行。
　　 参考文献：
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