花岗岩残积土边坡综合防护治理技术研究

中铁城市规划设计研究院有限公司 刘志■

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 冯家金

摘要：花岗岩残积土边坡土质成分复杂，粗颗粒含量高，并含有大量游离氧化物，干强度高但水稳性差，受到雨水冲刷时易形成坡面冲蚀甚至深切冲沟。在支护防护时，除了做好边坡稳定性研究工作外，还应重点加强边坡周边及坡面排水措施，注意采用生态防护技术。本文以广东某花岗岩残积土边坡工程为例，研究探讨灵活采用锚索框架梁支护、局部与整体排水相结合、生态护坡等多种支护防护措施，倡导采用以支护加固为基、排水保土为本、生态防护相结合的边坡综合防护治理技术，以达到综合护坡、美化环境、生态友好的目标要求。 关键词：花岗岩残积土；土质边坡；生态友好；综合防护引言

边坡背靠周边山体，位于山腰处，坡脚为建设场区地块。气象条件属于亚热带季风花岗岩残积土的典型特征是粗颗粒含气候，冬暖但时有阵寒，夏长而不酷热，量高、粘聚力低，干燥状态下强度高，一旦雨量充沛，常年平均气温为22.0℃，平均遇水则迅速崩解，水稳定性极差[1]。残积土降水量1966.5mm。场区水文条件简单，的成分中含有大量游离氧化物，起胶结作用，附近无大的河流湖泊及水库等，补给方式且易溶于水，随着含水量的增加，胶合物受主要为大气降水。其影响，溶解量骤增，从而导致强度降低[2]。经岩土勘察，边坡砂质黏性岩土物理残积土边坡因这些特征影响，受雨水冲刷后，力学参数如表1所示。极易形成坡面冲蚀甚至深切冲沟，严重影响边坡整体安全稳定。2.边坡稳定性分析

关于花岗岩残积土边坡防护治理工作，前人已做了一些研究。本文以广东地边坡1最大高差63m，从上往下设计区某残积土边坡工程为例，根据边坡不同放坡高度分别为10m、10m、10m、13m、区段特点，灵活采用锚索框架梁支护、局20m，设计坡率分别为1:1、1:1.2、1:1.3、部与整体排水相结合、生态护坡等多种支1:1.4和1:1.5，台阶宽均为3米。相邻边护防护措施，收到了良好的安全经济环保坡2最大高差52.5米，从上往下设计放坡效益，以期为边坡综合防护治理技术的研高度分别为15m、10m、10m、17.5m，设计究提供借鉴。坡率分别为1:1、1:1、1:1和1:1.667，台阶宽均为3m。1.工程概况

如图1、图2所示，分别选取两边坡最大高差、最危险的典型剖面，运用理正边坡广东某场地边坡由2段边坡构成，西南综合治理软件进行稳定性分析后，得出边坡侧为边坡1，东北侧为边坡2，均为土质边坡。稳定安全系数Fst。边坡1高差约73m，坡脚长约466m；边坡由表2可以得出，边坡1稳定安全2高差约52.5m，坡脚长约272m。边坡安系数不能满足《建筑边坡工程技术规范》全性等级均为一级。（GB50330-2013）相关条文的要求，需要该区域为花岗岩残积土分布区，土质进行支护加固；边坡2稳定安全系数能满足主要为砂质黏性土。山地剥蚀残丘地貌，规范要求。表1 各层物理力学参数表

编号

名称

重度 内摩擦角粘聚力锚固体阻力γ/kN/m3

φ/（°）C/kPafrbk/ kPa1粉质黏土17.919.831.2452*

砂质黏性土

19.2

28.7

22.5

55

*注：边坡基床地层为强风化花岗岩层3为稳定层、不赘述。

102 专题研究 2019·3

表2 边坡稳定安全系数

名称

安全系数Fst*平常工况

边坡1边坡2

1.231.42

暴雨工况1.181.30

美观经济，在加固多级边坡和高边坡时效果较为显著[3]-[6]。边坡1采用预应力锚索格构框架梁进行加固。锚索采用的是无粘结预应力钢绞线7Φs15.24mm、极限抗拉强度为1860MPa，符合“GB5224”的要草+防护挂网排水固土防冲刷。边坡2和边坡1最上一级坡（坡率1:1.5）首次设计采用碟型胶结菱形框格护坡。因砂质黏性土质具有粘聚力低、受扰动再次粘性性差等特点，加之传统门拱型、四六方砖砌坡整体性不强，局部尤其格交点处粘结力弱，受冲刷后极易损坏。因此,本文研究设计出碟型胶结菱形框格护坡。*注：该区域抗震设防烈度为VI°，暂不考虑地震工况

3.边坡综合防护治理措施

3.1支护加固与生态防护相结合（1）支护加固格构梁加固技术是利用现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。因其运用范围广，加固效果较好，并且刚柔相济、求，每孔锚索为4束～6束；锚孔直径Φ200mm～250mm，倾角15～20；格构框格内部采用喷薄植草绿化。（2）生态防护如图4所示，砂质黏性土水毁特征明显，受雨水冲刷后毁坏严重。在确保边坡总体稳定情况下，尤其需要加强生态防护及排水措施。边坡1框架梁框格内采用喷薄植3.2局部与整体排水相结合

一般设计情况下，边坡本身排水设施完善，往往忽略了边坡周边整体排水情况。局部排水如图3及图5所示，边图1 边坡1（左）、2（右）典型坡面

图2 边坡1锚索框架梁支护情况图3 砂质黏性土坡面受雨水冲刷水土流失严重

图4 碟型胶结菱形框格护坡图5 边坡2碟型骨架菱形框格护坡情况

2019·3 专题研究 103坡1、2设有坡顶坡底排水沟和排水槽，可以有效排除边坡来水。但是，由于边坡位于山腰处，接受上部山坡大面积汇水，且坡顶有一空地裸露平台，由于砂质黏性土受冲刷能力弱，如不做好处理，极易形成如图3那样的水沟甚至深沟，严重威胁着整体边坡的稳定。本研究在整体排水上充分考虑砂质黏性土抗冲刷能力弱的特点，如图6所示，在边坡顶部设置了10m宽的硬化地面，清除松散地表覆土后采用强喷混凝土硬化地表，隔绝水流，保护坡顶土层。同时，在坡顶设置排水边沟，收集疏导上部山坡大量汇水，防止高速流水直接冲刷坡体。（3）边坡2边坡总体稳定，首次设计采用碟型胶结菱形框格护坡，克服了残积土土质下传统门拱型、四六方砖砌坡整体性不强，框格交点处粘结力弱等方面的不足。（4）边坡支护加固与生态防护相结合的同时，还需根据边坡本身特点充分考虑边坡整体排水情况。（5）本文倡导边坡支护工作应采用以支护加固为基、排水保土为本、生态防护相结合的边坡综合防护治理技术，以达到综合护坡、美化环境、生态友好的目标要求。4.结论

通过对广东某花岗岩残积土边坡综合防护治理技术的研究，得出以下结论：（1）花岗岩残积土边坡土质成分复杂，粗颗粒含量高，含有大量游离氧化物，干强度高且水稳性差，受雨水冲刷后易形成坡面冲蚀甚至深切冲沟。（2）边坡1稳定性不能满足规范要求，应采用预应力锚索格构框架梁进行加固。对梁框格内采用喷薄植草+防护挂网排水固土防冲刷，进行生态护坡。参考文献

[1]马吉倩. 高速公路花岗岩残积土边坡生态防护技术研究[J].公路工程，2016(04).[2]杨淑华. 花岗岩残积土的工程特性及边坡稳定性研究[J].门窗，2014(06):478.[3]吴维义.预应力锚索框架梁在某多级边坡治理工程中的数值模拟[J].西南公路，2017(03):62-65.[4]付晓,冀文有,张建经等.锚索框架梁加固平面滑动型边坡地震动力响应[J].岩土力学，2018，39(05):1709-1719.[5]何丽平，杨果林,林宇亮等.高陡边坡组合式支挡结构大型振动台试验研究[J].岩土力学，2013，34(07):1951-1957.[6]刘涌江,杨静.预应力锚索加固花岗岩类土质高边坡的现场测试研究[J].岩石力学与工程学报,2011,30(S1):2924-2930.图6 边坡整体排水示意图