某桥梁岸坡开挖坡率的确定

作者：武博强

某大桥原岸坡坡度平均为45°，后受河流冲刷及季节性降雨影响，下部边坡平均坡度为75°，上部边坡平均坡度为52°，岩土体性质单一，主要为卵石土，均大于卵石土一般情况下的天然休止角，桥梁桩基承台施工需考虑可能出现的失稳情况，最终确定方案是进行放坡开挖，承台下降。

为此我进行了开挖坡率的确定，当我拿到地勘资料的那一刻，我知道，这又没什么用，只能反分析了，根据极限平衡法可以判定该处卵石土属于密实卵石土，地勘资料显示c=1kpa，内摩擦角φ=35°，显然与实际不符，因此该数据具有离散性不能作为参考，本次采用反分析法综合确定粘聚力c=1kpa，内摩擦角φ=43°。目前宏观判定该岸坡属于基本稳定状态，Fs＞1.05，现场顶部未出现拉张裂缝，由于降雨和河流冲刷仍在变形，因此开挖边坡的坡率应从少扰动尽量缓的思路进行放坡，同时应避免影响2号桥墩。综合确定开挖坡度为1:0.75，第一级坡10m后设置2m台阶，第二级坡直接放至2号桥墩承台开挖处，坡率仍采用1:0.75。

根据以上思路进行建模，极限平衡模型如图1所示，岸坡模型坡顶左边缘到左边界距离为1H，坡顶到坡底距离为2H，坡脚到右边界距离为1H。

图1：岸坡模型

为对岸坡的稳定性分析评价，岸坡的稳定性安全系数值参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）、《建筑边坡工程技术规范》（2015）及《滑坡防治设计规范》（GB/T 38509-2020）的要求，结合岸坡稳定性分析既有经验综合确定。具体确定过程如下：

边坡稳定性计算应考虑以下三种工况：

①正常工况：边坡处于天然状态下的工况。

②非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨下的工况。

③正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况。

项目区开挖边坡坡率的确定属于施工阶段，可不进行抗震计算。

根据规范，开挖边坡坡率的确定属于施工阶段，岸坡稳定系数大于1.05即可。但该安全系数应该是暴雨工况下的稳定系数，因此开挖边坡后天然工况下岸坡稳定性应大于1.0，暴雨工况下岸坡稳定性应大于1.05（φ值折减3°，即40°）。

计算后发现，岸坡稳定性计算结果显示Fs=0.971＜1.10，最危险滑动面并不在开挖边坡处，在承台下部。因此应重新调整开挖位置。并且将潜在剪入剪出位置设置在开挖部分发现，一级坡处可能发生浅层溜滑，稳定系数为0.938＜1.10，因此放坡坡率也应调整。

图2：岸坡模型计算结果1

对三角区域的坡底进行放坡开挖，坡率为1:1.25。

图3：岸坡额外削坡部分

图4：岸坡模型1:0.75放坡位置局部稳定性

调整后，二号桩基也要下降，下降高度约为8m，最终开挖方案如图5所示。

图5：岸坡最终开挖方案

天然工况下岸坡稳定性为1.102＞1.10，满足要求，暴雨工况下岸坡稳定性为1.055＞1.05，满足要求。

图6：岸坡最终开挖方案天然工况下稳定性计算结果

图7：岸坡最终开挖方案暴雨工况下稳定性计算结果

综上，推荐：坡脚开挖至3号承台处，坡率为1:1。25，3号承台以上边坡开挖坡率为1:1，并且10m一级，台阶宽度为2m。