狭窄困难地形下高大边坡的治理

杨涛

（云南交通职业技术学院，云南 昆明 650500 ）

图1 高边坡总平面图

某公共建筑群以高大边坡同处于山体狭窄地带，公共建筑为两栋公共建筑。高边坡与公共建筑距离分别南向9.24m、西向3.26m、北向8m。边坡平均高度为16.83m，边坡暴露面为186.7m。与周边建筑和道路的情况为：边坡上方已建道路，最近距离5.5m高边坡为建筑激情所包围。边坡承担着路堤和路基的功能而又被建筑体群所包围，边坡处治，最容易引起土体影响的建筑是南向道路和建筑群。边坡坡顶即是道路硬路肩，距道路中心线9m（路宽8.5m）；距后勤综合楼南楼檐角处18.2m。

一、治理方案的比选

（一）边坡治理方案

1.削坡减载防护

该方法通过控制边坡的高度和坡度，而无需对边坡进行整体的加固，使边坡达到自身稳定的一种方法，坡高小于20m，按照理想土质条件，按1：0.3的放坡比例，削坡设计将会占用原有硬路肩，坡顶侵入路肩1.3m。受地形限制，没有更多的土地可以用于放坡设计。此方案不可行。

2.重力式挡土墙防护

重力式挡土墙对边坡的防护，是采用石砌或混凝土浇筑挡土墙作为支挡防护工程，石材和混凝土挡土墙自重稳定，并利用内侧斜坡倾角，综合利用挡土墙自重加上边坡推力垂直重力方向的压力传递给挡墙，所以更为稳定。这种方法对低矮边坡进行防护较为经济可行。此方案需要对原有内部道路开挖，开挖后砌筑挡土墙体，后回填土，施工组织设计要求断路，重建原有道路，而目前此段道路较为繁忙，不允许封闭交通。

3.抗滑桩防护

抗滑桩多采用挖孔灌注桩，它是一种大截面侧向受荷载力的桩体设计，桩身穿过滑体锚入滑床中一定深度，其中滑动面以上部分受侧向荷载力，滑动面以下部分较为锚固，此设计对抗水平位移的滑体有一定的优势作用，可以借鉴考虑。

4.应力锚索防护

预应力锚索是一种可承受拉力的结构系统，它的一端被固定在稳定地层或结构中，另一端与被加固物紧密结合，形成一种新的结构复合体，它的核心受拉体是高强预应力筋（预应力钢丝、钢绞线等），它在安装后可立即向被加固物体主动施加压应力。限制发生有害的变形和位移，预应力锚索是一种高效经济实用的工程技术，在边坡治理中广泛得到了重视和应用，可以借鉴考虑。

（二）边坡排水工程防护

边坡排水设施主要的目的是为了把边坡中水体排出，减轻边坡内部土体的含水量。排水是一项重要的措施，排水工程对于边坡稳定非常有至关重要的作用，边坡排水，应包括坡面水、地下水和坡体渗透水，所以边坡排水应统筹考虑，坡面水、地下排水坡体水渗透，应统一考虑。

（三）绿化防护

采取工程措施与植物种植相结合的生态护坡技术，可以减少边坡的土质风化、老化和水土流失造成的破坏。边坡植物的根系较为发达，对边坡表层土质起到稳固作用。绿化减轻坡面不稳定和侵蚀方面的影响，使边坡与周围环境相协调统一，达到工程治理与环境美化双赢的效果。

二、密布抗滑桩加预应力锚索治理方案

（一）实例分析

该边坡所在位置地质具有喀斯特地貌的特征，土质钻心取样分析自上而下为：表层1m～3m之间为坡积层，主要以松散土、覆盖土为主，3m～9m为残积层，主要是风化岩石，沙砾、黏土等；9m以下为风化基岩层，为破碎风化基岩组成，伴随小型溶洞溶洞尺寸50cm、最大尺寸150cm，伴随有小型溶洞。

（二）综合方案

边坡治理分为两个部分，建筑物部分基坑支护高度为7.5m～12.6m，道路路堤部分基坑施工完成回填后形成0.5m～6m永久边坡，抗滑桩与基坑支护桩为同一道工序，支护桩同一位置为同一棵桩。该项目中基坑支护起路堤加固一并考虑受力作用，基坑计算时选用固结快剪指标，计算工况为一般工况，边坡工程计算时，支护结构已施工完成，仅采用浸水快剪指标对支护结构及锚索设计进行验算±0m～10m之间运作。由于抗滑桩是路基组成部分，抗滑桩受力为双向，采用“密布“形式，密布抗滑桩阻止滑动面产生的水平推力，切断滑动面。桩与桩之间采用隔板墙工艺加固，形成结板效应。

表1 土层分析

（三）施工关键技术

边坡治理下部，抗滑桩直径1m锚入地下稳定基岩内。桩与桩之间，用配筋板作为连接，形成整体。在锚索进入相应的山体之后，与端头进行有效的连接，在整个边坡的内外形成了一定的网架结构。锚索施工中，施工工艺非常关键，是力学计算的基础，为坡体稳定桩柱受力提供保障。所以在锚索锚杆钻孔时，孔底的扩孔和索孔道的“吹孔”，要把松散土清理干净，在锚索打入索孔中，用高压混凝土对孔底锚头喷吹，凝固后与周围的岩石土体融合稳固，穿梭注浆，最后是严格按照操作规程执行张拉。锚索锁定后48小时内若发现有明显的应力松弛时,应进行补偿张拉，然后加以锁定并对锚头用混凝土进行封堵，而组合之后的土体就会形成一个整体，最终形成稳定的结构。

（四）设计与验算

土体内力计算采用建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)，地震烈度为8度，水平地震系数为0.2，地震作用综合系数为0.25，地震作用重要性系数为1，水平加速度分布类型为矩形。

计算剩余下滑力，抗剪强度(R/K模型)，安全系数取值为1.05；水平推力为171.7×cos18.6°=162.7kN。

背侧为挡土侧；面侧为非挡土侧。

背侧最大弯矩为379.939kN·m，距离桩顶8.697m；面侧最大弯矩为4.690kN·m，距离桩顶19.103m，最大剪力为132.134kN，距离桩顶5.000m；最大位移19mm。第一道锚索水平拉力123.35kN，距离桩顶2m；第二道锚索水平拉力44.462kN，距离桩顶5m。

图2 土层结构

表2 土层力学指标

三、治理效果后评估

通过预应力锚索密布抗滑桩（间距80cm）固基，桩间连接板墙和坡顶绿化护坡，综合治理方案实施，工程经历两个雨季和一次3.2级、距离189km、震源深度13km的地震，目前边坡下部收集排水管畅通，出水量不大，上部截水沟（道路边沟）排水正常，坡体稳定，沉降和平行位移均在工程允许控制范围内（最大沉降值不大于4.9mm和最大平行位移值不大于27.75mm）。综合治理后的土体为上部原有道路巩固路床、路基基础，为新建建筑17.6m基坑支护防范坍塌起到了安全保障作用，作为复杂边坡综合治理，效果较为理想并达到预期。

四、结语

复杂边坡治理工程，是土木工程领域，特别是道路桥梁和建筑、土木工程建设中必须面对的棘手问题，治理方案需要因时而变，因势而导，具体问题具体分析，不能死搬照抄。边坡治理涉及到地质、结构、力学，环境等诸多因素，需要认真思考严谨分析，单一形式的治理，效果并不明显，综合治理方可收到良好的效果。项目为狭窄地形内复杂边坡治理，提供一个成功借鉴案例。