时间：2022-06-25 10:00:42
本文作者：李照德 汤 伟 单位：云南省设计院
1工程概况
某工程所处地区抗震设防烈度为八度，设计地震分组为第一组，地震基本加速度值为0.20g。拟建场址属高填高挖的丘陵地区，场地总体是西北侧高，东南侧低，填方边坡就位于场区的东南侧。此边坡受规划用地范围限制，边坡上顶部是14m宽的场区道路，紧邻道路内侧4m是拟建建筑，距边坡坡脚(用地界线)约20m处有一5×104m3的水库，水库长350m，宽30m，平均深度为5m，呈长条形分布贯穿整个高填方边坡区，如图1所示。由于上述原因，致使该边坡上下侧均被限制，没有向外扩张的条件。边坡高20～30m，为高填方边坡，采用传统的分层碾压方式处理，显然不能满足边坡稳定性要求，因此对边坡的治理方案进行分析比较，因地制宜，选择合理的边坡治理形式为本工程设计的重点。
2工程地质条件
拟建场地地质构造为断陷盆地坡地地貌单元，坡向向东，坡度3～20°，坡面高低不平，切割发育，下切较深，整个场地范围内相对高差66.86m，场地地势开阔。场地地基土表层为第四系人工堆积(Qml)杂填土，其下为第四系残坡积(Qedl)粉质黏土，基岩为震旦系昆阳群黑山头段(Pt1hs)强风化砂岩、板岩互层。底层结构单一，物理力学指标如表1所示。
3边坡设计
3.1边坡填筑材料填筑材料的选择宜充分利用现有场地挖方区岩土。场区粉质黏土、强风化砂岩、板岩互层岩土均为较好的填筑原料。通过合理掺配加筋材料，改善岩土性状，作为边坡治理的主要填筑料，可使边坡治理达到安全、经济合理的目的。本工程边坡填筑材料采用加筋土，即在填土工程过程中铺设加筋带或土工格栅或土工织物等加筋材料，以增强土体的抗拉、抗剪强度，提高边坡的整体稳定性。
3.2设计取用的岩土参数边坡填筑材料采用加筋土，分层碾压后的岩土参数根据试验结合工程经验确定，岩土设计参数见表2。
3.3边坡设计计算分析软件边坡设计分别采用理正岩土软件和Plaxis岩土有限元计算软件进行对比分析计算。其中Plaxis软件是荷兰开发的岩土工程有限元软件，其特点是应用性较强，能够模拟复杂的工程地质条件，尤其适合于变形和稳定分析;理正岩土软件是国内岩土工程界应用比较广范，并得到广泛认可的岩土计算数值软件。
3.4设计方案比选如前所述，本工程边坡设计中遇到的最大难点就是边坡水平距离受用地限制，无法直接做放坡处理。本文以A-A剖面为例进行方案比选，该剖面边坡高25.7m，水平距离42.24m。方案一:采用常规方法处理，即直接放坡，填土采用加筋土。加筋土内配0.5m一层、长15m的加筋带，按现有场地许可条件，该边坡可分为两段变坡度放坡，边坡下段按1∶1.75、上段按1∶1.5的坡度进行放坡，中间设置2m宽的马道，如图2。加筋土分层碾压，层厚500mm，压实系数0.95，坡面采用绿化护坡。边坡稳定性验算分别采用理正岩土软件和Plaxis软件进行计算分析。正常工况下计算情况如图3所示。分别进行正常使用和地震作用不同工况下的稳定性验算，计算结果如表3所示。计算得到边坡整体稳定系数:正常工况下小于1.3，地震作用下小于1.15，两种工况下边坡整体稳定系数均不满足规此种组合式的边坡，稳定性验算时应分别计算:(1)加筋土挡土墙自身稳定;(2)加筋土挡土墙顶以上加筋土边坡自身稳定;(3)复合边坡的整体稳定。计算情况以正常工况作说明，如图5和图6(增量位移图)所示。理正岩土软件和Plaxis软件计算分析结果均表明正常使用工况及地震工况下加筋土挡墙、加筋土挡土墙顶以上加筋土边坡及复合边坡的稳定性均满足规范要求，如表4、表5及表6所示，说明该方案可行。
3.5计算结果对比分析(1)上述计算结果显示，理正岩土软件与Plaxis岩土有限元软件计算结果有所差异，但总体趋势是一致的，即方案一(加筋填土放坡)不满足规范要求，存在安全隐患;方案二(加筋挡墙+加筋土放坡)满足规范要求，具有较高安全度。(2)方案一由于场地可用水平距离较小，直接采取放坡形式会造成边坡坡度较大，对于高填方边坡是极其不利的;方案二坡脚处采用设置9m高的加筋挡土墙，然后再以比较缓的坡度分段放坡，这样处理的有利点是加筋挡土墙之上的填方边坡由于坡度较缓，自身即可稳定。加筋挡土墙只需承担挡土墙影响范围内的填方区填土的推力即可，而这部分推力是相对比较小的，因此在狭窄场地中这种处理方法的稳定性与直接放坡的稳定性相比有较大提高。(3)采用方案二值得我们注意的是挡土墙基础部分的处理，当边坡及挡土墙较高时会引起地基固结沉降，如果地基均质性较差时，造成挡土墙开裂变形过大，严重者可能造成边坡失稳破坏。因此在地基均质性较差时，应对地基进行加固处理，满足挡土墙对地基的承载力要求，并宜采用柔性挡土墙以适应地基的不均匀沉降。
3.6边坡设计和施工要求根据上述方案计算对比分析，场地较窄高厚边坡处理选用坡脚设加筋挡土墙、坡顶用加筋土放缓坡的形式处理为最佳方案。本工程边坡底部加筋挡土墙高9m，加筋挡土墙下基底为强风化砂岩，承载力特征值为250kPa，地基承载力满足加筋挡土墙对地基承载力的要求，为增强加筋挡土墙底部抗滑力，采取级配碎石超挖换填处理。加筋带采用塑钢加筋带，坡面加筋带长度15m，坡脚设二层长度20m的塑钢加筋带加强;边坡填土采用级配风化料，压实系数0.95;距边坡20m远范围外回填土采用强夯处理。处理图见图7。施工顺序:第一步清除地表杂填土，至强风化砂岩层;第二步基底换填处理;第三步实施水泥稳定层为挡土墙的基础;第四步按1m一层，逐层铺填塑钢加筋带和级配风化料，分层碾压夯实，同时20m外回填土分层强夯至设计标高。挡墙墙面设置预制混凝土板装饰，装饰板面按一定间距设置泄水孔，上部放坡段种植绿化草籽进行坡面护坡。
4结语
(1)从本工程的方案对比计算分析过程中，可知在场地比较窄小的高填方边坡区域，采用挡土墙与放坡相结合的处理方法是可以取得比较好的效果。(2)由于高填方边坡会引起地基固结沉降，因此应先处理地基，再实施挡土墙。(3)挡土墙的形式应根据工程地质条件及工程实际情况综合考虑确定，宜采用柔性挡土墙，以适应地基固结沉降变形。