某高速公路邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)淺析

■萬(wàn)然

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

某高速公路邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)淺析

■萬(wàn)然

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，貴州省高速公路建設(shè)步伐明顯加快，邊坡開(kāi)挖后所遇到的巖土邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題也相應(yīng)增多，本文以貴州省黔南自治州三都至荔波高速K73+514邊坡為實(shí)例，以高速公路的工程地質(zhì)勘察為基礎(chǔ)，分析了坡體的工程地質(zhì)條件，結(jié)合邊坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算，對(duì)該坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并提出了幾條建議。

高速公路高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

1　概述

1.1工程概況

K73+514邊坡位于荔波縣玉屏鎮(zhèn)羅家寨村西南約500m，邊坡段里程樁號(hào)為K73+478～K73+603，全長(zhǎng)125m，開(kāi)挖形成最大邊坡高度約30.28m。山坡橫向上總體由左向右逐漸減低，路軸線穿過(guò)坡體鞍部，地勢(shì)上陡下緩，坡度約25～35°。

1.2地層巖性

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探揭露及室內(nèi)巖土試驗(yàn)結(jié)果，本次勘探深度范圍內(nèi)地層上部主要為第四系殘坡積（Qel+dl）粉質(zhì)粘土和碎石土。下伏基巖為第三系（E）泥巖，其結(jié)構(gòu)特征分述如下：

（1）粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，主要由粘粉粒組成，土質(zhì)不均勻，粘性較好。

（2）碎石土揭露：褐紅色，稍密，稍濕，主要為碎石顆粒及粘粒組成，呈棱角狀、次棱角狀。

（3）全風(fēng)化泥巖：棕紅色、黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，僅具原巖外觀，主要由泥質(zhì)及粘土礦物組成，巖質(zhì)軟。

（4）強(qiáng)風(fēng)化泥巖：褐黃色、灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)部分破壞，局部依稀可辨，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀發(fā)育，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖質(zhì)較軟。

（5）中風(fēng)化泥巖：深灰色、灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要由粘土、碳質(zhì)組成，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙呈微張開(kāi)狀，巖質(zhì)較軟。

1.3地震效應(yīng)

根據(jù)國(guó)家地震局2004年發(fā)布的1：400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001，區(qū)內(nèi)地震動(dòng)反應(yīng)頻譜特征周期為0.35s，地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)小于0.05g，相似地震烈度為Ⅵ度。未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)斷裂，處于相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境。

2　影響邊坡穩(wěn)定性的因素

2.1不良地質(zhì)現(xiàn)象和特殊性巖土

山體斜坡植被發(fā)育，水土保持較好，未發(fā)現(xiàn)明顯的不良地質(zhì)現(xiàn)象。主要不良地質(zhì)問(wèn)題為淺部覆蓋層坡殘積粉質(zhì)粘土與全強(qiáng)風(fēng)化泥層遇水易軟化、崩解，降低抗剪強(qiáng)度；坡體表層發(fā)育碎石土，滲透大；人工開(kāi)挖邊坡后，形成臨空面，易誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，出現(xiàn)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。邊坡上部主要由殘坡積層的粉質(zhì)粘土和碎石土組成，下部全強(qiáng)中風(fēng)化泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖質(zhì)較軟，在浸水飽和狀態(tài)下，施工開(kāi)挖可能造成失穩(wěn)垮塌，在降水情況下，易沿巖面及中風(fēng)化頂面滑出，對(duì)邊坡不利。在室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)線路中發(fā)育膨脹土和紅粘土，可能造成路塹剝落、沖蝕、溜塌、滑坡等破壞。

2.2水文地質(zhì)條件

場(chǎng)區(qū)地表水不發(fā)育，地表水主要為大氣降水匯成的地表沖溝流水及坡面匯水，水量少且受季節(jié)影響而變化，易于排泄到?jīng)_溝底匯水區(qū)，地表水對(duì)高邊坡路段建設(shè)影響較小。但當(dāng)大氣降暴雨時(shí)，滲入坡體，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有不利影響。

地下水類(lèi)型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于坡殘積土層中，含水層厚度較小，其富水性、透水性較弱。受大氣降水補(bǔ)給，具有明顯季節(jié)性特征，以蒸發(fā)、水平徑流或垂直滲入基巖裂隙的形式進(jìn)行排泄；基巖裂隙水，埋藏于基巖的風(fēng)化帶裂隙中。主要接受大氣降水及上覆層垂直入滲補(bǔ)給，該路段區(qū)基巖為泥巖，透水性差，屬相對(duì)隔水層，雖然淺部風(fēng)化裂隙較發(fā)育，增強(qiáng)了其透水性，但受補(bǔ)給條件限制，地下水富水性總體較弱。

3　邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1定性分析

高邊坡位于山體斜坡上部，開(kāi)挖深度較大，邊坡長(zhǎng)125m，走向206°，發(fā)育節(jié)理裂隙3組。線路開(kāi)挖后人工邊坡坡向?yàn)?96°，根據(jù)結(jié)構(gòu)面及坡向等作赤平投影圖見(jiàn)下圖1：

巖層結(jié)構(gòu)面與人工邊坡近于順向平行，為邊坡控制性不利結(jié)構(gòu)面；裂隙LX1、LX2與LX3組合切割巖體，其中LX1、LX2結(jié)構(gòu)面與擬建邊坡坡向逆向大角度相交，LX3與人工坡面切向相交，均對(duì)邊坡穩(wěn)定性有利。該邊坡整體穩(wěn)定性較差。

3.2定量分析

根據(jù)邊坡巖土體條件，以K73+514邊坡工程地質(zhì)橫斷面為代表，采用極限平衡條分法，計(jì)算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。計(jì)算時(shí)按強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)下不利工況條件進(jìn)行，即按地下水位接近坡面；只考慮土體自重荷載，不考慮地震力影響；不考慮滲透壓力的影響。

由表1中各巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)建議值計(jì)算成果可知：飽水情況下，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.03；正常工況情況下，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.12。邊坡坡率為1：0.75～1：1.25時(shí)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)在正常工況下為：1.20～1.30，在非正常工況下為：1.10～1.20。根據(jù)不同工況計(jì)算的穩(wěn)定性系數(shù)可知，設(shè)計(jì)邊坡處于相對(duì)不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，在擾動(dòng)及上部附加荷載的作用下易失穩(wěn)。強(qiáng)降雨期間或長(zhǎng)期浸蝕沖刷條件下，有可能發(fā)生較大規(guī)模的邊坡失穩(wěn)。

4　建議

在邊坡施工時(shí)可采用逆作法，開(kāi)挖成多級(jí)臺(tái)階式邊坡，層邊坡坡腳應(yīng)小于巖層傾角，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)邊坡開(kāi)挖后巖層的實(shí)際傾角調(diào)整邊坡坡率，并及時(shí)進(jìn)行防護(hù)加固，嚴(yán)禁大開(kāi)挖，大爆破作業(yè)；邊坡采用錨桿與坡面噴漿防護(hù)，防止巖石進(jìn)一步風(fēng)化，坡面設(shè)置排水孔，坡底設(shè)置排水溝；邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)宜采取工程防護(hù)與植物防護(hù)相結(jié)合的綜合措施。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)坡體穩(wěn)定性定性和定量評(píng)價(jià)，較好的判定了該研究區(qū)段坡體的穩(wěn)定性。本邊坡開(kāi)挖深度大，邊坡高度超過(guò)30m，為軟巖分布區(qū)，地層中薄層層狀單斜構(gòu)造，順坡向，邊坡穩(wěn)定性差。在施工階段，開(kāi)挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求施工，加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)信息，以便對(duì)發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題采取有效處理措施。

［1］周浩宇.某公路邊坡的穩(wěn)定性分析及防治 ［J］.黑龍江交通科技.2015（10）：44-45.

［2］王葉飛.高速公路深挖方高邊坡處治方案淺析 ［J］.北方交通.2015（12）：87-89.

［3］《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D30-2004）.

F407.1［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-442-2