某山區(qū)公路高邊坡綜合勘察及啟示

袁自波，王輝 （安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

本段高邊坡位于福建省仙游縣龍華鎮(zhèn)境內(nèi)，起止樁號為K78+550～K78+670，開挖長度120m，擬開挖最大高度45.0m，位于K78+630右側(cè)，邊坡段路基設(shè)計標(biāo)高122～124m。高邊坡小樁號接既有道路（332縣道），大樁號接已廢棄采石場，開挖段落主要位于既有道路的西北側(cè)（圖1）。

2 勘察過程

本段高邊坡在常規(guī)勘察的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了必要的補(bǔ)充勘察，通過本次工作，查明了邊坡范圍內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為施工圖設(shè)計提供了必要的地質(zhì)依據(jù)。

2.1 常規(guī)勘察

根據(jù)高邊坡的規(guī)模和地形地質(zhì)條件，布置縱向勘察斷面一條，并選擇代表性位置（K78+630）布置橫向勘察斷面一條，且保證縱、橫斷面上的勘探點(diǎn)均不少于3個。該階段布置的勘探點(diǎn)包括1個機(jī)鉆孔（ZK-1）、2個探坑點(diǎn)（TK-1、TK-2）和 3個物探面波點(diǎn)（MB-1、MB-2、MB-3）（圖1）。

圖1 工程地質(zhì)平面圖

2.2 補(bǔ)充勘察

補(bǔ)充勘察主要目的是查明場地上覆殘坡積碎石土的物質(zhì)來源、成因及分布范圍等。通過分析沿江，采用的勘察手段包括遙感影像對比、調(diào)繪及鉆探驗證等。

2.2.1 遙感影像對比

工程地質(zhì)遙感主要用于獲取路線基本信息，為路線方案及重大構(gòu)筑物的比選提供客觀的地質(zhì)依據(jù)。本次工作通過控制點(diǎn)信息，將設(shè)計路線及勘探點(diǎn)導(dǎo)入到奧維軟件，從而獲取該段高邊坡不同時期的遙感影像，然后進(jìn)行對比分析，查明邊坡區(qū)上覆殘坡積碎石土的物質(zhì)來源、成因及分布范圍。

根據(jù)遙感影像（圖2），高邊坡大樁號的采石場十分清晰。從早期的影像中可以看出，邊坡開挖段落中部的半山位置有一條土路，其西南側(cè)、南側(cè)地表大部分為采石場開挖、傾倒的廢石廢料松散堆積體，面積較大；但后期的影像中并不明顯。由此推斷，邊坡區(qū)上覆殘坡積碎石土（松散堆積體）的物質(zhì)來源為采石場傾倒的廢石廢料等，分布范圍主要位于土路西南側(cè)、南側(cè)的局部地段（圖1）。

圖2 高邊坡區(qū)歷史影像圖及勘探點(diǎn)分布

2.2.2 調(diào)繪及鉆探驗證

為驗證上述結(jié)論，補(bǔ)充勘察階段實地走訪了多位當(dāng)?shù)卮迕?，補(bǔ)充了多個調(diào)繪點(diǎn)，同時補(bǔ)充布置了三個機(jī)鉆孔（BZK-1、BZK-2、BZK-3）加以驗證和控制。調(diào)繪及鉆探成果均顯示，殘坡積碎石土的成因及分布與上述結(jié)論吻合。

內(nèi)業(yè)整理時，利用BZK-1與TK-2補(bǔ)充K78+580工程地質(zhì)橫斷面（圖3），并將BZK-2、BZK-3補(bǔ)充至K78+630工程地質(zhì)橫斷面（圖4），以便更精確地反應(yīng)場地上覆殘坡積碎石土（松散堆積體）的分布范圍。

圖3 K78+580工程地質(zhì)橫斷面圖

圖4 K78+630工程地質(zhì)橫斷面圖（虛線框為常規(guī)勘察范圍）

3 場地工程地質(zhì)條件

高邊坡所在項目區(qū)位于閩浙沿海中生代陸相噴發(fā)火山巖帶，主要為燕山期強(qiáng)烈火山活動的產(chǎn)物，區(qū)內(nèi)晚侏羅世～早白堊世中酸性火山巖及燕山晚期巖漿巖廣泛分布。

邊坡區(qū)地貌單元為構(gòu)造侵蝕丘陵地貌，地形起伏較大，地面標(biāo)高120.0～180.0m。地表植被較發(fā)育，主要為桉樹、茶樹、雜木等。

邊坡區(qū)附近未發(fā)現(xiàn)活動斷裂經(jīng)過，適宜本工程建設(shè)；場地地震動峰值加速度為0.10g，地震反應(yīng)特征周期為0.45s。

邊坡區(qū)地下水主要為基巖裂隙水，含水介質(zhì)為基巖的風(fēng)化裂隙、層間裂隙及構(gòu)造裂隙等，勘察期間未見地下水。

4 工程地質(zhì)評價

4.1 各巖土層參數(shù)

根據(jù)本次勘察，并參考《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50218-2014）及同類工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)，各巖土層物理力學(xué)參數(shù)見表1。

巖土參數(shù)建議值一覽表 表1

邊坡穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn) 表2

計算參數(shù)建議值一覽表 表3

4.2 邊坡開挖

根據(jù)本次勘察，高邊坡挖方土石的主體為①層碎石土、②1層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、②2層中風(fēng)化花崗巖，各層建議開挖坡率分別為1：0.75、1：1.00、1：1.25。

K78+630剖面穩(wěn)定性計算結(jié)果表4

4.3 穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)

邊坡的穩(wěn)定性安全系數(shù)（Fst）按照《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD 30-2015）表3.7.7取值，對于正常工況下，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值1.20。對飽水工況下，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值1.10。

邊坡穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013）的規(guī)定。

4.4 穩(wěn)定性分析及評價

4.4.1 定性分析

場地自然坡度在10°～30°，局部較陡，自然邊坡整體穩(wěn)定。邊坡按坡率1：0.75～1：1.25開挖后，碎石土整體較松散，正常工況下穩(wěn)定～基本穩(wěn)定；但在暴雨狀況下，可能呈欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)。

4.4.2 定量計算

根據(jù)工程經(jīng)驗，邊坡開挖后強(qiáng)～中風(fēng)化花崗巖整體穩(wěn)定，上部的碎石土可能發(fā)生圓弧形滑動。本次選用南京庫倫公司的GEO5巖土軟件，利用簡化Bishop法對K78+630斷面上部的碎石土進(jìn)行穩(wěn)定性計算。計算參數(shù)建議值見表3，計算結(jié)果見表4。

結(jié)合定性分析及定量計算結(jié)果，可以判明：K78+630剖面在正常工況下基本穩(wěn)定；在飽水工況下不穩(wěn)定。

4.5 防護(hù)加固措施及排危卸載建議

結(jié)合邊坡高度、巖體結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析，建議邊坡主體按1：0.75～1：1.25分階放坡，臺階寬度宜為2m。為防止邊坡發(fā)生圓弧形滑動，可采取錨桿混凝土框架加固，框架內(nèi)植生袋植草綠化；同時考慮到邊坡開挖后上覆殘坡積碎石土局部分布，且其西側(cè)的廢棄采石場可作為天然卸載場地，亦可將殘坡積碎石土進(jìn)行排危卸載處理。

4.6 防滲及防排水措施

由于地表水或地下水滲入易造成潛在的危害，應(yīng)設(shè)置好防滲及排水措施，在坡頂外5m設(shè)截水溝，在平臺設(shè)排水溝，將坡面匯水排出坡體外，并不得在影響邊坡穩(wěn)定范圍內(nèi)積水。

5 結(jié)論與建議

①本次工作在常規(guī)勘察的基礎(chǔ)上，采用遙感影像對比、調(diào)繪及鉆探驗證等手段進(jìn)行了補(bǔ)充勘察，查明了邊坡范圍內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為施工圖設(shè)計提供了必要的地質(zhì)依據(jù)。

②對開挖邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了定性分析和定量計算：邊坡開挖后正常工況下基本穩(wěn)定，在飽水工況下不穩(wěn)定，并提出了邊坡防護(hù)加固措施及排危卸載建議。

③山區(qū)公路高邊坡勘察時，建議采取多種勘察方法進(jìn)行綜合工程地質(zhì)勘探，切不可忽視工程地質(zhì)調(diào)繪、工程地質(zhì)遙感等手段的綜合利用。