固原309國(guó)道某路基邊坡滑塌勘察分析

員康鋒

(山西省交通科技研發(fā)有限公司公路工程研究院，山西太原 030032)

路基滑坡研究一直是工程界的一個(gè)重要課題，許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，并取得了不少有意義的研究成果[1?10]。309國(guó)道為山東榮成至甘肅蘭州公路，是中國(guó)東西走向的國(guó)家干線公路之一。國(guó)道309線固原過(guò)境段公路穿越黃土溝壑區(qū)，彎多路陡，車流量較大，尤其是重型運(yùn)煤車較多，對(duì)路基和路面破壞嚴(yán)重。

1 自然地理概況

區(qū)域地貌單元屬于黃土丘陵溝壑區(qū)，溝壑縱橫，梁峁交錯(cuò)；該區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有明顯的地帶過(guò)渡性，春季多風(fēng)干旱，多寒潮，夏秋熱而短促，降水多，但分布不均，秋季降溫迅速，潮濕多雨，冬季寒冷漫長(zhǎng)；區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，主要為灌木；地下水類型為孔隙潛水，地下水位埋藏較深，主要靠大氣降水補(bǔ)給，富水性總體較弱，受季節(jié)變化較明顯。

2 病害現(xiàn)狀

國(guó)道309線固原某段出現(xiàn)路基坍塌，路基邊坡橫向裂縫較多（見(jiàn)圖1），寬度較大，并有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)；同時(shí)，該段路基附近路基也出現(xiàn)了一定不均勻沉降（見(jiàn)圖2），且處于下坡彎道處，對(duì)過(guò)往車輛形成了極大的安全隱患。

3 勘探方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的特點(diǎn)，采用GPS測(cè)量地形，采用鉆探及坑探結(jié)合的方式查明工程地質(zhì)及水文地質(zhì)。

圖1 路基邊坡裂縫

圖2 路面破壞

鉆探取芯是探測(cè)下伏地質(zhì)情況最有效、最直接的手段。為獲得路基巖土物理力學(xué)指標(biāo)，采用干鉆與水鉆結(jié)合的方式進(jìn)行取芯，儀器設(shè)備為XY?180型+取土器。鉆孔施工時(shí)每臺(tái)鉆機(jī)配備1名專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和編錄，及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)拍照并準(zhǔn)確記錄孔深、巖性、層位、采取率、鉆進(jìn)的速度等。

對(duì)病害區(qū)域進(jìn)行布孔，路基坍塌區(qū)域布設(shè)9個(gè)鉆孔、2個(gè)探井（見(jiàn)圖3），以便進(jìn)一步查明病害區(qū)域的工程地質(zhì)情況。

圖3 路基坍塌區(qū)域鉆孔布設(shè)

4 勘察結(jié)果

4.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪

通過(guò)調(diào)繪可知，路基邊坡出現(xiàn)多條平行的、沿公路方向的橫向裂縫，裂縫寬度較大，最大寬度為30 cm。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)勘察

共完成9個(gè)鉆孔的鉆探，坑探包括TK7（靠近7號(hào)孔）和TK8（靠近8號(hào)孔），其中TK7深度為8.2 m，TK8深度為8.2 m，現(xiàn)場(chǎng)每隔1 m取原狀樣（土樣為粉土）保存，最后回填封孔。現(xiàn)場(chǎng)照片，見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣

圖5 現(xiàn)場(chǎng)挖探

4.3 場(chǎng)地地層巖性特征

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪及工程地質(zhì)勘探揭示，場(chǎng)地內(nèi)主要為第四系地層。按地層新舊順序，將勘探深度范圍內(nèi)自上而下劃分為3個(gè)工程地質(zhì)單元層，分別為第四系全新統(tǒng)地層、第四系上更新統(tǒng)地層、第三系上新世地層。其中第四系全新統(tǒng)地層以粉土為主，較軟，結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度較低，含水率較大，呈濕、松散狀態(tài)；第四系上更新統(tǒng)地層以粉質(zhì)黏土為主，黃褐夾青灰色，可塑狀態(tài)，含泥巖團(tuán)塊；第三系上新世地層以泥巖為主，青灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，層狀構(gòu)造，極軟巖，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀，中風(fēng)化?，F(xiàn)場(chǎng)地層土體類型較復(fù)雜，性質(zhì)差異較大。

4.4 成果分析

現(xiàn)場(chǎng)鉆芯發(fā)現(xiàn)ZK8及ZK9均在8.0～9.0 m區(qū)間出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，可為滑動(dòng)面的確定提供參考；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)編錄情況，運(yùn)用理正軟件，繪制剖面圖（見(jiàn)圖6及圖7），確定軟弱層，TK7靠近ZK7，TK8靠近ZK8，探井深度較淺，均為8.2 m，探井TK7下部有0.2 m軟弱層，探井TK8尚未達(dá)到軟弱層。

圖6 剖面圖1-1

圖7 剖面圖2-2

4.5 原因分析

由于路基邊坡裂縫存在（基本平行于公路線形），坡上匯集雨水下滲使得邊坡土體強(qiáng)度降低較大，加之軟弱夾層（位于上層粉土與下層粉質(zhì)黏土交界面，厚度為0.4～1.0 m，土體密度較小，松散，含水率大）的存在，土體含水率地表水下滲后吸水軟化，層間形成良好的“排水通道”，孔隙水壓力上升的較快，抗剪強(qiáng)度隨含水率增大大幅度降低，使軟弱夾層上部土體向下發(fā)生滑動(dòng)，導(dǎo)致邊坡發(fā)生變形、滑塌。

5 結(jié)論

（1）現(xiàn)場(chǎng)勘察鉆孔過(guò)程發(fā)現(xiàn)在邊坡土中含有泥巖夾層，且其厚度較大，粉質(zhì)黏土與泥巖接觸面上土體強(qiáng)度較低，是造成路基邊坡滑塌的主要因素。

（2）潛在滑動(dòng)面位于粉質(zhì)黏土與泥巖接觸面，建議及時(shí)對(duì)路基滑塌段進(jìn)行工程處治。