潘纪超 王立志 赵成乐
河北省地矿局第五地质大队 河北唐山 063000
摘要：本文阐述了不稳定土质边坡的地质环境背景，根据勘查成果对边坡稳定性进行了计算，根据场地条件、施工难度和工程投资，选择格构式锚杆挡墙支护、植草护坡、修建截排水和防护网的综合治理措施，取得了良好的治理效果。
关键词：不稳定边坡 构式锚杆挡墙 治理设计
该土质边坡位于唐山市某村庄内，全长约250m，整个边坡均为土质构成，局部为杂填土，边坡高度4～6m，坡面角度45°～65°，局部近直立，坡面上植被覆盖率较高。由于边坡高度大、坡度陡，土坡本身稳定性较差，加之边坡上部汇水冲刷，使得边坡土体下沉、开裂和坍塌，威胁坡上下百余人的生命财产安全，必须进行处理。
1、地质环境概况
1.1 地形地貌
项目区地处侵蚀堆积黄土类土台地地貌区，四周环山，受长期剥蚀切割作用山势较平缓，自然坡度20～30°。山间平地被第四系覆盖，冲沟雨裂较发育，地势起伏变化较大，微地貌形态复杂。
1.2 地层岩性
场地土岩性主要由杂填土、粉土、粉质粘土、细砂组成。
1.3 地质构造和抗震设防
区内构造简单，未见大规模断裂构造。项目区基本地震峰值加速度为0.20g，抗震设防烈度为8度第一组，地形起伏变化大，属于抗震不利地段。
1.4 水文地质条件
项目区地表被第四系覆盖，赋存第四系松散岩类孔隙水，含水层岩性由粉砂、细砂组成，厚度30m左右，地下水埋深1.4～4.6m，富水性较弱，单井单位涌水量小于5m3/h·m。地下水补给方式主要为大气降水垂直入渗，地下径流较弱，排泄方式主要为人工开采。
根据调查情况，边坡破坏形式主要为降雨、融雪、冻涨等作用对边坡的冲刷、掏蚀和软化破坏。边坡在大气降水的作用下，汇水沿坡面径流方向形成小冲沟，并逐渐扩大。雨水入渗造成土层软化，土体静水压力增加，容重增大，进而发生垮塌。在冬季，边坡坡脚积雪后造成坡脚湿软，强度降低，上部土体失去支撑，发生破坏，边坡上融雪入渗后冻融作用使得表面土体松软，强度降低，再次降雨时加剧表面侵蚀，是造成边坡不稳定的最主要原因之一。
1.5 人类工程活动
治理边坡位于村庄民宅之间的地带，坡上坡下紧邻住户，最近距离不足1m，坡下房屋建设对边坡坡脚有一定开挖破坏，边坡上部房屋距离坡顶线最近距离不足2m，并且存在建筑垃圾回填边坡现象，这些人类工程活动对边坡稳定有一定影响。
2、边坡稳定性计算
根据场地地貌条件和边坡现状，采用bishop法和瑞典条分法分别计算在不考虑地震和考虑地震两种工况下的稳定情况。根据勘查结果计算，边坡在一般工况和地震情况下处于基本稳定～不稳定状态，必须进行治理。
3、治理工程设计
3.1 方案比选
方案一：仰斜式浆砌石挡土墙+排水渠。
在现有边坡形态基础上对边坡进行平整，清理坡面植被和杂物，然后修建浆砌石挡土墙对边坡进行支护，在挡土墙强顶和墙趾处修建排水渠将地表汇水有组织排放。
方案二：桩板式挡土墙+排水渠。
根据坡脚施工空间布置桩位，根据需要清理坡面，设计桩长11m，嵌入深度5m；截面形状选用矩形，宽1.0m，高1.5m；立柱间距4.0m，板厚0.33m，板宽0.5m；混凝土强度等级为C30；纵筋级别为HRB400；箍筋级别为HRB335，挡土板与坡顶之间回填素土。
方案三：格构式锚杆挡墙+植草护坡+截排水+防护网。
在现有边坡形态基础上对边坡进行平整，清理坡面较大植被和杂物，根据边坡形态呈菱形格布置格构梁，结点处设置锚杆，格构梁之间采用土工格栅加筋后回填客土进行植被护坡。格构顶、底和坡面设置排水沟。
根据拟定方案，从场地条件、施工难度和工程投资三个方面进行比较，见表2-3。
表2-3 边坡治理方案可行性对比一览表
选定方案：方案三
3.2 单项工程设计
3.2.1 格构式锚杆挡墙设计
3.2.1.1 格构梁设计
格构梁在坡面呈菱形布置，坡脚底梁截面为400mm×500mm；坡顶顶梁截面为400mm×400mm；主梁间距2.0m×2.0m，截面为300mm×400mm；副梁截面为200mm×200mm。主梁靠斜坡一侧采用4Φ22HRB335螺纹钢，背斜坡一侧采用4Φ16HRB335螺纹钢，中间采用2Φ20HRB335螺纹钢，箍筋为Φ10@200。采用C25混凝土浇筑，嵌入坡面150mm，确保地梁底面和坡面密贴，遇局部架空采用M10浆砌片石嵌补。每隔10～15m设置一道沉降缝，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板；结点处扩大并设置锚杆。边坡开挖平整过程中须逐段进行，每次开挖宽度不大于5m。
3.2.1.2 锚杆设计
锚杆布置于框架结点位置，水平、垂直间距2.83m。根据相关规范及场地施工条件等，确定锚杆长度10m, 锚杆采用Φ28HRB335螺纹钢，锚固角为20°。
3.2.2 截排水设计
坡顶截（排）水沟采用矩形断面，宽300mm、深300mm，壁厚100mm；
坡底排水沟采用梯形断面，顶宽500m，底宽300mm，深300mm，壁厚100mm。在格构梁沉降缝位置设置沉降缝。
经计算，排水沟过流能力复核可满足排水要求。
3.2.3 植草护坡工程设计
边坡采用土工格栅喷播植草护坡，在人工清理坡面后，先进行锚杆施工，开挖格构基槽，然后挂土工格栅，在格构梁浇筑完成后，格构间采用液压喷播植草，将混有种子、肥料、土壤改良剂等混合料均匀喷洒在坡面上，喷射厚度10cm左右，进行植被护坡。
土工格栅采用经编涤纶双向拉伸土工格栅，抗拉强度≥100×100kN/m，断裂（屈服）延伸率≤10%，网孔尺寸为50mm×50mm，格栅间互相搭接宽度不得小于20cm。
喷播绿化的喷浆混合物中需加入灌、草种、有机复合肥（N、P、K）、土壤改良剂、纤维（或纸浆）、着色剂、保水剂、粘合剂、水等。粘合剂用量根据边坡缓、陡情况实验而定。
种子选用适应区域气候条件的、抗干旱、耐贫瘠草种，一般用量30g/㎡。草种中还要求加入适量的草花种子和灌木种籽。花草种选择紫花苜蓿、黄花苜蓿、草木犀、红三叶等；灌木种子选用沙棘、胡枝子、紫穗槐等。每处边坡喷播（或点播）1～2种灌木种籽，要求成活后每平方米3～4株。
3.2.4 防护网工程设计
防护网采用PVC包塑铁丝框架焊接护栏网，尺寸1.5m×3.0m（高×宽），网孔50mm×50mm，丝径φ3.2，浸塑后φ4.0，边框采用金属圆管，直径75mm，壁厚2mm，采用法兰盘与格构梁顶柱基座相连。
4、结语
不稳定边坡治理是一个综合治理的过程，综合考虑施工场地条件、施工难度、工程造价等因素，选择科学、合理的工程、生物措施对不稳定土质边坡进行有效地治理，既消除了地质灾害隐患，又起到了美化环境的作用。工程实施后，得到了广大村民的好评，取得了良好的社会效益。
论文作者:潘纪超,王立志,赵成乐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/3
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