公路堆積體路塹邊坡處治討論

謝振安

摘 要：山區(qū)高速路塹挖方常常會(huì)遇到堆積體地貌，應(yīng)結(jié)合堆積體不同成因及堆積體現(xiàn)狀做針對(duì)性處治措施。本文以大潮高速某堆積體路塹邊坡為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘、補(bǔ)充地質(zhì)鉆探及深孔位移監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算，提出處治方案，保證邊坡穩(wěn)定安全通行，為類似工程提供一定參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：堆積體;路塹邊坡;穩(wěn)定性分析;錨索

山區(qū)高速建設(shè)中，路塹邊坡開挖難免遇到不同類型的堆積體地貌，堆積體第四系堆積作用形成的地質(zhì)體[1]，形成可能是崩坡積、沖洪積、坡殘積及滑坡堆積等成因。堆積體的成因及堆積時(shí)期對(duì)坡體的力學(xué)性質(zhì)具有直接的影響。堆積體與下伏基巖、原狀土的界面或不同成因不同時(shí)期堆積體間的交界面往往形成相對(duì)軟弱面，坡體開挖后應(yīng)力調(diào)整大，易形成應(yīng)力松弛區(qū)，打破原有極限平衡，導(dǎo)致坡體沿堆積體相對(duì)弱面形成折線形潛在滑面，如未對(duì)滑坡前緣進(jìn)行及時(shí)有效的支擋，容易發(fā)生牽引式滑坡，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致老滑坡復(fù)活。

實(shí)際邊坡設(shè)計(jì)過(guò)程中，在施工圖設(shè)計(jì)階段因?yàn)橹脖桓采w及前期勘察手段的限制，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)堆積體存在，采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，處治措施往往不適用于處治實(shí)際堆積體坡體情況。尤其是滑坡堆積體，由于老滑面的存在，往往造成路塹邊坡開挖導(dǎo)致坡體的變形范圍遠(yuǎn)大于圓弧搜索法的潛在滑面范圍和坡體卸荷松弛的范圍。邊坡開挖后，建設(shè)各方往往不能及時(shí)辨別堆積體的成因及力學(xué)性質(zhì)，造成工程處治時(shí)機(jī)的拖延或無(wú)針對(duì)性的強(qiáng)加固措施，最終造成經(jīng)濟(jì)損失或工程浪費(fèi)。本文以大潮高速ZK21+265～ZK21+550路塹右側(cè)邊坡為例，討論公路堆積邊坡的處治方法。

1 工程概況

1.1 水文地質(zhì)情況

大潮高速ZK21+265～ZK21+550路塹右側(cè)邊坡，長(zhǎng)285 m，

最大坡高為38 m。線路走向110°，邊坡傾向200°。路段地處丘陵，地形起伏較大，坡體地面標(biāo)高約54.0 m～11.0 m。山體植被發(fā)育，生長(zhǎng)松樹及各種灌木、蕨類植物。邊坡后緣較高陡，K21+500處有一溝谷把邊坡分為兩段，K21+500往大里程段邊坡自然地形較陡，綜合自然坡度30°。K21+500往小里程段自然地形綜合角度較緩，自然坡度整體呈上陡下緩，見較明顯都緩交界，前緣緩坡自然坡度腳約16°，后緣陡坡自然坡度角約24°。原地質(zhì)勘察鉆孔揭露該段邊坡巖性主要為粉質(zhì)黏土，全～強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。該段全～強(qiáng)風(fēng)化花崗巖風(fēng)化程度較高，植被發(fā)育，詳勘未見貫通結(jié)構(gòu)面。詳勘階段鉆孔未見地下水位。

1.2 原設(shè)計(jì)情況

原設(shè)計(jì)根據(jù)詳勘資料對(duì)該邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)：分四級(jí)放坡，每級(jí)最大坡高10 m，一級(jí)邊坡坡率1：0.75，二、三級(jí)邊坡坡率1：1.00，四級(jí)邊坡坡率1：1.25，平臺(tái)寬度均為2 m。采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)設(shè)計(jì)坡型進(jìn)行驗(yàn)算后，一級(jí)邊坡采用錨桿格梁防護(hù)，二級(jí)邊坡采用錨索框梁防護(hù)。

1.3 揭露地質(zhì)情況變化

邊坡開挖至一級(jí)坡面后，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查，邊坡揭露碎石土堆積體，后設(shè)計(jì)補(bǔ)充K21+343、K21+385、K21+435、K21+466四處橫斷面，補(bǔ)勘結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)踏勘揭露，碎石堆積體曾紅褐色，呈分層堆積，土夾石狀，其中碎石呈棱角狀，塊徑3 cm～8 cm不等，級(jí)配不均，物源成分為花崗巖，由粉質(zhì)黏土充填，有一定壓實(shí)度，呈稍密狀。碎石土最大厚度約17 m，分布呈上厚下薄的趨勢(shì)。現(xiàn)場(chǎng)揭露情況，K21+340處碎石土堆積體層最厚，兩側(cè)厚度漸漸變薄。碎石土層上部為坡積粉質(zhì)黏土，厚度1 m～2 m不等，下部為全～強(qiáng)風(fēng)化花崗巖?，F(xiàn)場(chǎng)（K21+400處）量得原狀全～強(qiáng)風(fēng)化面與上部堆積體接觸面產(chǎn)狀220°∠18°，接觸面貫通，接觸面見清晰擦痕，且現(xiàn)場(chǎng)見沿該面局部有松弛。該接觸面與邊坡傾向小角度斜交，傾角較緩，對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利。補(bǔ)勘階段鉆孔未見地下水位?，F(xiàn)開挖坡面剛開挖坡面稍濕，未見明顯地下水滲出。地質(zhì)調(diào)查線外山體前緣緩坡處局部見有地下水滲出。

1.4 監(jiān)測(cè)情況

該邊坡利用補(bǔ)勘鉆孔，在坡體后緣及前緣布設(shè)6個(gè)深層位移測(cè)斜孔及地表位移監(jiān)測(cè)樁，共計(jì)4個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)，各深測(cè)孔未見明顯變形跡象，地下水位穩(wěn)定。地表位移也未見明顯變形。

2 堆積體情況分析

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘、補(bǔ)充地質(zhì)勘察及監(jiān)測(cè)情況，見邊坡總體地貌呈現(xiàn)上陡下緩地形，且開挖揭露明顯上覆碎石土狀堆積體，碎石呈棱角狀，級(jí)配不均，堆積體與下伏基巖界面，界面分界清晰，且見明顯擦痕，推斷該堆積體分兩期堆積，第一期為沖洪積成因，第二期為滑坡堆積成因。但坡體植被未見明顯馬刀樹;堆積體較密實(shí)度較高;周邊尋訪近期未有滑坡發(fā)生;坡體及軟弱交界面未見明顯地下水發(fā)育;開挖后從深層測(cè)斜及地表位移均未見明顯位移，因此推斷兩期堆積時(shí)間均較早，目前坡體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期沉積，已處于較穩(wěn)定狀態(tài)，及時(shí)對(duì)開挖前緣進(jìn)行加固，可有效控制邊坡穩(wěn)定。受堆積及沉積環(huán)境影響，堆積體揭露界面呈波浪形（見圖1）。

3 處置方案

3.1 處置思路

邊坡開挖后揭露堆積體且見清晰軟弱接觸面，原設(shè)計(jì)圓弧滑動(dòng)法不適用該邊坡。該堆積體邊坡處置重點(diǎn)是對(duì)開挖前緣進(jìn)行加固防止軟弱面向后緣牽引引起滑坡復(fù)活;加固軟弱結(jié)構(gòu)面控制總體穩(wěn)定?？紤]軟弱結(jié)構(gòu)面揭露高度不一，根據(jù)松散對(duì)集體揭露的情況，將該邊坡劃分為：不良地質(zhì)一區(qū)、不良地質(zhì)二區(qū)、不良地質(zhì)三區(qū)及原狀地層區(qū)。（見圖1）。

3.2 穩(wěn)定性分析

考慮堆積體形成時(shí)期較久遠(yuǎn)，堆積體本身密實(shí)度較好，且地下水不太發(fā)育，邊坡目前處于臨時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)。以邊坡高度較高且揭露堆積體較深的不良地質(zhì)二區(qū)K21+390斷面為代表斷面，采用折線法進(jìn)行計(jì)算?？紤]現(xiàn)有開挖邊坡坡腳為滑面剪出口，塹頂陡緩交界處為滑面后緣，堆積體接觸面視傾角17°為主畫面角度，現(xiàn)狀安全系數(shù)1.05進(jìn)行反算，得到該邊坡參數(shù)C=14 kPa，φ=16°。根據(jù)反算參數(shù)，考慮存在潛在深層滑面，按安全系數(shù)1.20進(jìn)行反算得剩余下滑力846 kN/m。

3.3 加固措施

（1）原狀地形區(qū)：維持原設(shè)計(jì)加固措施。

（2）不良地質(zhì)一區(qū)：一級(jí)采用3排錨索框梁加固，錨索長(zhǎng)19/20/21 m;二級(jí)采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)11.5 m。

（3）不良地質(zhì)二區(qū)：一級(jí)采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)8.5 m;二級(jí)采用3排錨索格梁加固，錨索長(zhǎng)26 m;三級(jí)采用3排錨索框梁加固，錨索長(zhǎng)32 m。

（4）不良地質(zhì)三區(qū)：一級(jí)采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)8.5 m;二級(jí)采用4排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)11.5 m;三級(jí)采用3排錨索框梁加固，錨索長(zhǎng)24 m;四級(jí)采用3排錨桿格梁加固，錨桿長(zhǎng)11.5 m。

（5）平臺(tái)設(shè)置平臺(tái)截水溝;三級(jí)寬平臺(tái)采用混凝土封閉;每級(jí)邊坡設(shè)置急流槽兼檢查踏步;坡腳擋墻設(shè)置泄水孔;一級(jí)坡腳設(shè)置斜孔排水，孔深20 m。邊坡坡腳通長(zhǎng)增設(shè)混凝土擋墻，墻高3 m，埋深2 m。

4 結(jié)論

堆積體邊坡應(yīng)首先分析堆積體成因及形成時(shí)期。采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、地質(zhì)補(bǔ)充鉆探及監(jiān)測(cè)等手段確認(rèn)堆積體形態(tài)及變形情況。堆積體邊坡往往存在貫通軟弱面，宜采用折線法進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。結(jié)合堆積體揭露情況，有針對(duì)性采取處治措施，及時(shí)處治，及時(shí)加固，保證邊坡穩(wěn)定安全，減少經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳紅旗，黃潤(rùn)秋，林峰.大型堆積體邊坡的空間工程效應(yīng)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2005（3）：323-328.

[2]JTG D30-2015，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.