保护重要结构物的146m高边坡加固方案探讨

一、基本情况

某自然斜坡坡度约 22～33°，坡体顶部地形较为平缓，坡体前部10m左右紧邻为某学校教学大楼。坡体主要由厚约8m左右的第四系坡残积层粉质粘土和下伏板岩构成。其中岩体结构完全破坏的全风化板岩厚约20m，岩体极破碎的强风化板岩厚约25m。而下伏的中风化板岩呈中厚层状，产状为 25°∠59°，节理裂隙发育，主要结构面产状113°∠47°、 72°∠80°，节理长度1～2m。区内年平均降水量2200mm，地震烈度为Ⅵ度。

由于场整平需要，需对自然坡斜坡进行开挖，坡向136°，与岩层产状近正交。高边坡拟采用1:0.75~1:1坡率和2m宽平台进行设置，坡脚设置“h”型双排桩进行“固脚”，前后排桩间距8m，桩截面均为2×3m，桩长分别为22m和35m，桩间距5m。其中前后两排桩上均设置锚索，锚索分别长40～45m和45～55m，锚固段长17m；全坡面采用长40m长的锚索框架进行加固，锚固段长17m。边坡最大高度约142.6m。

图1 拟采用的工程地质断面图

二、坡体处治思路

1、该段边坡高度大，属于特高边坡，加之坡体前部为“容错率在使用期内为零”的教学大楼，故坡体的安全系数应取规范的上限值，确保边坡在使用期内的整体与局部稳定性。即高边坡的加固应贯彻“合理设置宽大平台、固脚强腰、分级加固”的原则。

2、为提高设计品质，故高边坡的防护应加强环保绿化防护。

3、高边坡地层的岩体结构有利于坡体稳定，但坡体岩性较软，不利于坡体稳定。故宜结合风化界面等结构面，在高边坡的适当部位设置宽大平台有效消减坡体应力集中的问题。

4、坡体的土岩界面、全～强风化界面、强～中风化界面对坡体的稳定性有一定的影响，故应加强此类结构面的加固。加之坡面结构面有一定的发育，故应同时加强小结构体的加固。

尤其是考虑到边坡前部的场坪为人员密集活动区，故高边坡应严格确保不能发生坡面落石。

基于此，结合高边坡坡形坡率的设置，对高边坡进行全坡面的加固防护，即宜对每级边坡均应进行必要的加固防护。

6、结合岩土体的性质、尤其是自然边坡上部地形较为平缓，故宜适当放缓边坡坡率，有效提高坡体的自身稳定性，适当弱化边坡的人工加固工程。

7、坡体位于降雨量较大的热带地区，故在逐级设置平台截水沟的基础上，在坡脚和边坡中、上部的两级宽大平台部位设置长度较大的仰斜排水孔，对可能的地下水进行疏排。

8、依据岩土体性质，将锚索的锚固段调整为10m，并依据高边坡的“固脚强腰锁头”的原则，合理设置抗剪能力更大的钢锚管和锚索进工程。

钢锚管与锚索工程依据坡体地质条件，结构工程经验确定的的破裂角形态（与地面形态近似，且是相对保守安全的）和土层与全～强风化层的圆弧搜索法潜在滑面，小结构面、土岩界面、风化界面，结合“固脚强腰锁头与分级加固”的原则综合设置。

基于此，对边坡采用1：1与1：1.25的坡率进行设置，并在5级与10级平台分别设置宽为15m和10m的大平台，全坡面设置钢锚管与锚索框架，结构喷混植生对边坡进行全坡面绿化防护。

图2 优化后的工程地质断面图

该优化方案通过合理设置坡形坡率，大幅提高了坡体的自身稳定性。通过对全坡面的工程锚固，有效提高了坡体的整体与局部稳定性，确保了坡面的稳定性。工程环保性大幅提高，设置了较大的坡体安全贮备，是一个相对较优的方案。