龍巖快速道路工程地質(zhì)條件及邊坡穩(wěn)定性評價

王沙沙 宋寶來 梁亦眾

（龍巖學(xué)院資源工程學(xué)院，福建 龍巖 364000）

1 研究區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

研究區(qū)在福建省龍巖市，整條路線穿過兩個不同的地貌,包含了丘陵地貌及山前沖洪積平原地貌，丘陵地貌是最主要的地形地貌。山前沖洪及平原地貌地段地面多為農(nóng)作物，局部地段建有廠房、民房等。丘陵地貌段山上林木茂密，雜草叢生，植被覆蓋很好。

1.2 地基土分布及特征

（1）素填土：分布廣，分布于表部，有1.1～5.2m的土層被揭露。工程等級屬于Ⅰ級松土。

（2）粉質(zhì)粘土：局部分布，頂板埋深0m（層頂標(biāo)高295.87～322.04m），揭露厚度為2.30～5.90m。工程性能差，工程等級屬于Ⅱ級普通土。

（3）全風(fēng)化變粒巖：局部分布，頂板埋深0～5.9m（層頂標(biāo)高235.86～316.14m），揭露厚度為1～10.6m。工程性能較高，工程等級屬于Ⅲ級硬土。

（4）散體狀強(qiáng)風(fēng)化變粒巖：分布廣，頂埋深0～14.7m（層頂標(biāo)高233.26～307.34m），揭露厚度為1～12.5m。工程性能較好，工程等級屬于Ⅳ級軟石。

（5）碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化變粒巖：受鉆孔深度限制，所以有部分鉆孔揭露，未揭穿。頂板埋深0～23.7m，揭露厚度為0.8～17.9m。工程性能較好，工程等級屬于Ⅳ級軟石。

（6）中風(fēng)化變粒巖：受鉆孔深度限制，所以有部分鉆孔揭露。層頂埋深3.2～39.7m，層頂標(biāo)高229.66～282.34m，未揭穿，在鉆探深度范圍內(nèi)揭露厚度0.9～10.2m。工程性能好，工程等級屬于Ⅴ級次堅石。

2 地下水概況

2.1 地下水特征

（1）孔隙潛水

孔隙潛水大部分在卵石、粉質(zhì)粘土、變粒巖殘積粘性土的孔隙里面，補(bǔ)給來源是大氣降水和地表水入滲以及上游地下水的入滲補(bǔ)充，水位和水量一般情況下受到季節(jié)性的影響，夏季高，冬季低。

（2）基巖裂隙潛水

基巖裂隙潛水主要賦存且運(yùn)移于風(fēng)化基巖層中，補(bǔ)給來源是大氣降水和上層滯水的入滲以及地下水的入滲補(bǔ)充?；鶐r中裂隙發(fā)展程度，其連通性的情況，會直接影響到地下水的補(bǔ)給以及入滲和水量的大小。

2.2 地下水位

因?yàn)榭辈靾龅匮鼐€不存在地表水，所以不考慮地表水的影響。

3 工程地質(zhì)評價

3.1 路基方案的分析與建議

根據(jù)擬建道路現(xiàn)地面標(biāo)高與路面設(shè)計標(biāo)高、場地整平標(biāo)高對比分析，并結(jié)合線路巖土分布情況分析，現(xiàn)對路基土評述如下：

一般路基段：里程段K0+000～K0+080m、K0+600～K1+420m、K1+690～K2+500m 為一般路基段。該路段挖填方高度在1～2m，挖填至路基設(shè)計標(biāo)高，部分地段路基土存在素填土、耕土，組合厚度約2～4m，下臥層為卵石及以下巖土層，所以經(jīng)常有地質(zhì)性能較好的變粒巖出露。素填土、耕土工程性能差，不宜作為路基持力層，下臥層卵石及以下巖土層工程性能均較好，即用換填后符合設(shè)計要求的回填土來作為道路地基的持力層。也可以考慮采用水泥攪拌站進(jìn)行加固，以加固后經(jīng)檢測符合設(shè)計要求的復(fù)合地基土作為路基持力層。對于有些地段出露的變粒巖殘積粘性土或變粒巖風(fēng)化巖，因?yàn)槠涑休d力較高，所以可直接以變粒巖殘積粘性土或變粒巖風(fēng)化巖作為路基持力層。

路塹路段：里程段K0+080～K0+600m、K1+420～K1+690m道路左側(cè)存在高邊坡。

里程段K0+080～K0+600m段以挖方為主，挖到了路基設(shè)計標(biāo)高，出現(xiàn)變粒巖各風(fēng)化帶。因變粒巖各風(fēng)化帶具有很好的地質(zhì)工程性能，且地基承載力較大，所以可以直接成為路基持力層。道路前進(jìn)方向左側(cè)主要為挖方段，路基范圍內(nèi)直立開挖高度最大約8m，考慮到放坡開挖及修整坡面，最大開挖高度將達(dá)40m。邊坡中上部主要是全風(fēng)化變粒巖、散體狀強(qiáng)風(fēng)化變粒巖，下部主要是碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化變粒巖，該邊坡的巖體級別是Ⅳ類，破壞后果嚴(yán)重～很嚴(yán)重，邊坡工程安全等級為Ⅱ級。周邊具備放坡空間，可采用上部放坡下部擋土墻支護(hù)進(jìn)行坡面施工，放坡坡率1.0(局部1:1.25)，坡面主要采取格柵網(wǎng)植草防護(hù)。

里程段K1+420～K1+690m左側(cè)存在高邊坡。該段道路路基范圍內(nèi)基本上不填不挖，表層地基土為素填土，厚度1～5.5m。對于2m深范圍內(nèi)的道路地基采用粘性土及砂礫來替換素填土或耕植土并且壓實(shí)回填至路基設(shè)計標(biāo)高。也可以考慮采用水泥攪拌站進(jìn)行加固，以加固后經(jīng)檢測符合設(shè)計要求的復(fù)合地基土作為路基持力層。

3.2 路基沉降分析

擬建道路填方段若采用檢測合格的人工地基作為路基持力層，由于人工地基經(jīng)處理后，密實(shí)度及均勻性較好，可視為同一種土體，該位置處地基土不會產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻沉降在規(guī)定允許范圍內(nèi)。根據(jù)地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，擬建道路挖方段，以粉質(zhì)粘土（坡積）或其下臥層作為路基持力層，粉質(zhì)粘土（坡積）及其下臥層工程性能均較好，強(qiáng)度均較高，所以不均勻沉降和沉降量均在設(shè)計范圍內(nèi)[1，2]。

4 邊坡穩(wěn)定性分析與評價

4.1 邊坡現(xiàn)狀分析

里程段K0+080～0+600m道路施工左側(cè)將形成路塹邊坡，該邊坡為土質(zhì)邊坡，邊坡長度為520m，開挖后形成坡高約2～8m，坡度約40～45°，邊坡走向自北向南，所以邊坡安全級別是屬于二級。里程段K1+420～K1+690m段道路左側(cè)為原有邊坡，非因本次道路開挖而形成的新的路塹邊坡，道路施工過程僅對其進(jìn)行坡面防護(hù)。該段邊坡坡面植被茂密，為土質(zhì)邊坡，邊坡長度為250m，最大坡高約60m，坡度約30～45°，邊坡走向自北向南，所以邊坡安全級別是屬于一級，即邊坡處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2 影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素

對工程邊坡穩(wěn)定性有影響的主要因素有：

（1）結(jié)構(gòu)面特征。本工程邊坡為土質(zhì)邊坡，巖體結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀及其與坡向的關(guān)系對邊坡穩(wěn)定性影響較大。據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)調(diào)查，沿邊坡走向基本無基巖露頭，因此在勘探范圍未測得巖層產(chǎn)狀及該區(qū)域發(fā)育的裂隙面產(chǎn)狀[3]。

（2）巖層風(fēng)化程度。由于本邊坡下伏巖體主要由碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化巖～中風(fēng)化巖組成，屬較硬巖或軟質(zhì)巖，巖體類型為Ⅳ類，埋藏深，場地未存在暴露巖面，本邊坡穩(wěn)定性可不考慮巖石風(fēng)化影響。

（3）邊坡高度與坡角。本工程K0+080～0+600m段路塹邊坡坡高較小，里程段K1+420～K1+690m原有邊坡坡高較大，坡體巖土主要為風(fēng)化土，目前相對穩(wěn)定，但考慮到風(fēng)化土受雨水易產(chǎn)生崩解、軟化，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，屬不穩(wěn)定性邊坡，須進(jìn)行放坡防護(hù)或支擋處理。

（4）坡頂荷載與傾角。據(jù)了解，場地上部不存在建筑物，在邊坡支擋設(shè)計中可不考慮該上部附加應(yīng)力對邊坡的穩(wěn)定影響。坡頂傾角主要對覆蓋層而言，若坡頂覆蓋層傾角過大，容易產(chǎn)生滑塌或崩塌破壞。

（5） 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)。巖土的重度和抗剪強(qiáng)度是主體部分。若土質(zhì)邊坡上部有一定厚度的覆蓋層，且下伏基巖面坡度較大，與下伏基巖的接觸面將可能形成相對軟弱滑動面，在一定程度上也影響邊坡的穩(wěn)定性。

（6）地下水、大氣降水。場地表部無植被，場地面積較大，逕流較快，但局部存在降雨時的瞬時面流或溝流。邊坡巖土層主要屬弱透水性（局部屬中等），賦水性較差，水文地質(zhì)條件較簡單。另地下水或雨水對坡面的滲流、沖刷會增強(qiáng)邊坡的水土流失及加速巖土體的風(fēng)化，因此在對邊坡整治時應(yīng)對坡面作必要的防護(hù)和截、排水措施。

（7） 地震烈度。地震的破壞主要是可能使邊坡的潛在滑動面產(chǎn)生滑移，給邊坡的穩(wěn)定性帶來影響[4]。龍巖市地處地震烈度6度區(qū)，對歷史資料分析和整理，從未發(fā)現(xiàn)破壞性地震的存在，但本地區(qū)容易受到外來地區(qū)強(qiáng)震的干擾，所以應(yīng)該提高坡面的抗震系數(shù)來保護(hù)邊坡。

4.3 邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡土體下伏土層以碎塊狀風(fēng)化巖為主，局部為散體狀強(qiáng)風(fēng)化土層，屬特殊性土，受水浸泡易崩解，且屬不穩(wěn)定邊坡。對于土質(zhì)邊坡：當(dāng)坡高＜5m時，容許坡率為1:5.0～1:1.75；當(dāng)坡高5～10m時，容許坡率1:2.25～1:1.50。當(dāng)切坡坡率大于容許坡率時，邊坡需予擋護(hù)處理，以保證其穩(wěn)定性。

4.4 邊坡類型與破壞形式

本工程邊坡屬土質(zhì)邊坡，因其上覆有較厚風(fēng)化土層，屬特殊性土，當(dāng)其坡高較大，坡度較陡時，在雨水、風(fēng)化、重力、爆破或地震等因素作用下可能會失穩(wěn)而產(chǎn)生滑、塌的破壞模式，不僅存在受拉破壞、而且還有有受剪破壞。潛在滑動面或破壞面為外傾結(jié)構(gòu)面或巖、土接觸面，滑動面或破壞面形成主要為圓弧形破壞，部分可能為折線破壞。

5 結(jié)論

（1）勘查區(qū)的地基土大部分是由素填土、耕土、粉質(zhì)粘土、卵石、變粒巖殘積粘性土、變粒巖各風(fēng)化帶等組成。

（2）對本路段邊坡穩(wěn)定性有影響的主要因素有：結(jié)構(gòu)面特征、邊坡高度與坡角、坡頂荷載與傾角、巖土體物理力學(xué)性質(zhì)、地下水、大氣降水、地震烈度。

（3）本工程邊坡屬土質(zhì)邊坡，當(dāng)切坡坡率大于容許坡率時，邊坡需擋護(hù)處理，以保證其穩(wěn)定性。