摘要：随着社会的不断发展，边坡支护手段和方法日益多样。本文结合某滨海回填边坡工程的具体设计过程简要阐述了边坡支护的设计思路、设计要点及其相互关系，并对边坡设计的关注问题进行了总结。文章最后说明了如何根据项目特点选取综合最优设计方案的分析思路。
关键词：边坡支护；稳定分析；数模试验；排水系统
1、工程概况
某滨海工业产业园厂址地形地貌以剥蚀丘陵为主，东南临海侧为海滩地貌，地形总体呈西北高东南低趋势，往海洋方向逐渐降低，场坪标高为12～14m。场地平整后，将在东侧、南侧以及西侧形成填方边坡，边坡总长度约为3000m。本工程边坡分为上下两级，下级主要为原始岸坡，主要涵盖场地西南侧的丘陵区域边坡以及东南临海侧的砂质边坡，坡高约为5m；上级为厂区回填边坡，坡高约为7m。基于工程投资和进度目标等综合因素考虑，本工程仅针对人工回填边坡开展设计，下级原始岸坡暂不处理，后续根据实际侵蚀情况适时开展治理。
2、边坡结构设计
2.1 人工边坡支护设计
根据勘察单位提供的地质勘察报告可知，勘察深度范围内地层主要由三大部分构成：①第四系全新统人工填土（Q4ml）层；②第四系全新统海积层（Q4m）；③第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）。各土层的主要物理力学性质如下表所示：
表1、土层物理力学指标表
根据《建筑边坡工程技术规范》，边坡支护结构常用的形式有重力式挡墙、格构式锚杆挡墙、桩板式挡墙等等，基于本项目的场地布置情况以及土层分布特点，设计初期初步选取了重力式挡墙、排桩式锚杆挡墙以及坡率法，并对此三种方法的优劣进行了详细比对，详见下表：
表2、边坡支护方法对比表
本工程场地面积较大，坡顶无重要建筑物，对坡顶变形要求不严格，基于表2中三种方法的优缺点比对，最终决定采用坡率法作为边坡支护措施。根据《建筑边坡工程技术规范》中土质边坡坡率允许值并结合本工程的实际情况，坡率取为1：2，并沿边坡平面布置图选取典型断面依次计算复核整体稳定性。
坡面防护采用目前广泛流行的框架植草方式，框架采用C20素混凝土梁，基于拱形原理为了尽可能利用混凝土材料的受压属性，框骨架顺坡面采用方格形斜向布置，各边与水平方向夹角为45°，具体做法参照标准图集边坡07MR403第21页。绿化方式采用湿法喷播，选用生长快、根系发达、叶茎矮的多年生当地草种，以达到保持水土和美化环境的作用。
如前所述，绝大部分区域上级人工回填边坡坡高均为7m左右，采用理正岩土软件边坡稳定分析模块中的瑞典条分法进行核算，1：2坡率下相应断面的整体稳定性均能满足要求。以断面1-1为例，整体稳定系数为1.41，满足规范要求，断面图如下所示：
图1、回填边坡1-1断面图
作为例外，南侧临海区有一段百米长度的原始岸坡已坍塌，因此该区域人工回填边坡高度将达到10m，且上层粘聚力较小的人工填土厚度较大，经过核算，1：2坡率下整体稳定系数偏小，调整为1：2.5坡率再次核算后整体稳定性满足规范要求。同时考虑临近侧布置有防波堤，该区域属于波能集中带，下级回填边坡将长期受到海水的强力冲刷，参考海港工程的成熟做法，采用500～800Kg的大型护面块石进行防护，下层依次布设二片石垫层和土工布，具体支护和护面做法如下所示：
图2、回填边坡6-6断面图
2.2 原始岸坡稳定分析
如前所述，本工程边坡设计仅针对上级人工回填边坡，但受海水冲蚀和人工采砂影响，下级原始岸坡水土流失现象较为严重，海岸线逐年向场地内侧后移。近年当地部门曾委托外部科研机构完成关于岸滩演变和泥沙运动的数学模型试验，报告结论为海岸线后退速度达到年均2m，属于较为严重的侵蚀。
根据上述边坡坡率设计和现场实地测量数据，上级人工回填边坡坡脚与下级原始岸坡坡顶的最近距离为15m，按照数模试验的侵蚀速度推算，考虑上下级整体圆弧滑动的情况下，大约五年后原始岸坡将影响上级和整体边坡的稳定性。
基于工程投资和进度目标等综合因素考虑，业主方决定暂不对下级原始岸坡采取治理，但是考虑原始岸滩的侵蚀问题，确定采取监测和预警的应对措施，即通过监测点位移数据定期监测上级坡脚与下级坡顶之间的距离，一旦达到安全距离警戒值，立即开展原始岸坡的加固和治理。
3、排水系统设计
根据《建筑边坡工程技术规范》，边坡工程排水系统应包括截水沟、排水沟、跌水与急流槽等。根据本工程的实际情况和特点，在坡顶和中间平台（马道）设置截水沟，顺着坡面设置踏步式的跌水竖沟，坡脚设计排水沟，实现有规划的系统性排水。基于规范要求和通常做法，截水沟和排水沟采用M7.5浆砌片石砌筑，跌水沟采用C25素混凝土浇筑，具体做法参照边坡标准图集07MR403第45页。
此外，为了防止雨水冲刷和水土流失，坡顶一定范围内需采取水土保持措施，如铺设小粒径的卵石或种植矮小草种等，坡身内等间距布设仰斜式排水孔，内插钢塑软式透水管，实现透水、过滤和排气的功能。
4、小结
岩土工程是一门应用十分广泛的综合性学科，而边坡支护又是岩土工程设计的一个重要分支，随着社会的不断发展，支护手段和方法也日益多样。如何根据厂址的地质条件、场地特点和控制要素，因地制宜地选择最优方案，是值得每个岩土工程设计师深入思考的课题。本工程中上层地质条件较差，场地面积较为充裕，综合考虑各种因素后采用坡率较缓的放坡法是最合适的方法。同时，项目工期紧、造价高，采取上级人工边坡支护，下级原始岸坡监测预警的综合处理方式也是首选方案。因此，在岩土工程设计中应学会抓大放小，抓住主要矛盾，统筹考虑各种要素后选取综合最优的设计方案。
参考文献：
[1]陈宏.边坡支护设计受力分析.工程建设，2012（6）：23-25.
[2]李慧超.公路高边坡支护设计分析.资源信息与工程，2016（6）：168-169.
[3] 欧阳仲春.公路工程中岩土工程设计实用指南.人民交通出版社.
论文作者:任翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
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