貴州地區(qū)道路工程特殊不良地質(zhì)現(xiàn)象分析及應(yīng)對

張?zhí)熨n 李振江

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 引言

貴州地處云貴高原，廣布石灰?guī)r及白云巖等沉積巖，地質(zhì)條件復(fù)雜，對工程建設(shè)有著極大的影響。

近年來，隨著貴州地區(qū)工程建設(shè)的不斷發(fā)展，對道路工程中常遇到的順層巖質(zhì)邊坡、軟土路基、巖溶路基等不良地質(zhì)現(xiàn)象已經(jīng)有了較為充分的認(rèn)識，形成了成熟的處理方案和措施。并且由于對此類地質(zhì)問題，參建各方關(guān)注度較高，在勘察設(shè)計階段已經(jīng)進(jìn)行了充分的論證，產(chǎn)生危害的可能性較小。

但受限于地勘精度及貴州地區(qū)地質(zhì)情況的復(fù)雜性，在工程實施過程中發(fā)現(xiàn)，局部的溶槽堆積物邊坡、棄土場邊坡及路基落水洞等各種不良地質(zhì)現(xiàn)象對道路工程施工和使用產(chǎn)生了極大的影響。此類不良地質(zhì)現(xiàn)象通常規(guī)模較小，難以反映于勘察報告及設(shè)計圖紙中，但在道路施工與使用過程中，極易威脅施工及行車行人安全，并造成較大的設(shè)計變更。

故此，本文針對棄土場邊坡、溶槽堆積物邊坡及路基落水洞等各種不良地質(zhì)現(xiàn)象，列舉工程實例，分析其成因及處置措施，以期為今后道路工程建設(shè)過程提供參考。

1 不良地質(zhì)案例

1.1 棄土場邊坡

擬建道路A位于貴州省貴陽市，等級為城市次干路，道路K0+560~K0+900段左側(cè)邊坡，長340m，按設(shè)計初擬坡比放坡后最大高度23.9m，邊坡工程安全等級為一級，屬于永久性邊坡。根據(jù)地勘資料，邊坡上覆土層為素填土及紅黏土，厚4～15.8m，下伏基巖為強(qiáng)中風(fēng)化白云巖，強(qiáng)風(fēng)化巖體破碎，結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差，邊坡巖體類型為IV類，中風(fēng)化巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，巖層與邊坡呈切向，邊坡巖體類型為IV 類。

根據(jù)現(xiàn)場實際，該邊坡地塊將被后續(xù)利用開發(fā)，故設(shè)計采用1∶2.5坡率放坡后，對坡面進(jìn)行灌木護(hù)坡處理。

2021年9月，根據(jù)施工單位反饋，受連日降雨影響，該段邊坡K0+680~K0+820段發(fā)生滑移。邊坡第一級坡頂出現(xiàn)鼓脹，坡頂出現(xiàn)滑坡后緣，兼有明顯的滑坡周界，如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場施工反映，填土厚度遠(yuǎn)大于地勘報告中描述。根據(jù)與原始地面線對比發(fā)現(xiàn)，滑坡位移最大的位置原為山體沖溝，其最大堆積厚度大于20m。根據(jù)《市政工程勘察規(guī)范》，路塹邊坡勘探點間距為30~50m，本次道路地勘鉆孔間距為40m，在填土堆積最深的沖溝位置并無鉆孔，導(dǎo)致設(shè)計對填土邊坡未能充分放坡，在強(qiáng)降雨的作用下引起滑坡。

設(shè)計根據(jù)實際的填土厚度，為盡可能避免后期地塊開發(fā)導(dǎo)致報廢，采取前緣路塹矮擋墻、放緩坡率至1∶4、坡面綠化及加寬放坡平臺等措施對邊坡進(jìn)行綜合處置，取得了較好的效果。

1.2 溶槽堆積物邊坡

擬建道路B位于貴州省黔南布依族自治州某縣，等級為城市主干路，道路K1+520~K1+900段長380m，左側(cè)最大挖方35.68m3，為4級邊坡，安全等級均為一級，為永久性邊坡。根據(jù)勘察報告，該邊坡上覆土層為紅黏土，厚1~10m。下伏基巖為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)組中厚層狀白云巖，為巖土混合邊坡，巖層產(chǎn)狀與邊坡相切，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎；中風(fēng)化巖體較完整，邊坡巖土體類型為Ⅳ類。

根據(jù)地勘資料及現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)，K1+620邊坡處紅黏土厚近10m，而兩側(cè)K1+580及K1+660處邊坡上部紅黏土覆蓋層僅為1~2m，故此可以判斷K1+620處是被紅黏土覆蓋的溶槽。

根據(jù)對邊坡定性分析及定量計算，上部溶槽紅黏土邊坡較陡的情況下可能發(fā)生沿土石界面的滑移，故需對其進(jìn)行放坡處理。

設(shè)計對其下部巖層采用1∶1~1∶1.25坡率放坡，坡面采用綠化防護(hù)。上部溶槽部分采用1∶1.5坡率放坡，采用框架錨桿進(jìn)行加固，取得了較好的效果。

1.3 局部路基落水洞

擬建道路C位于貴州省安順市某區(qū)，為城市主干路，路面鋪設(shè)完畢兩個月后，據(jù)現(xiàn)場人員反映道路發(fā)生局部沉降變形。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，路面病害沉陷區(qū)位于路線K11+720附近右側(cè)約5～7.5m處，原為挖方路基，路面中心設(shè)計標(biāo)高約997.749m，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組薄至中厚層狀灰?guī)r?，F(xiàn)狀沉陷區(qū)域呈近圓形，直徑約2.5m左右，中部直徑約1m范圍沉降較為明顯，最大下沉約0.15m左右，現(xiàn)場可見積水，如圖2所示。

圖2 局部路基落水洞

根據(jù)現(xiàn)場情況，地勘采用了地質(zhì)雷達(dá)對可能存在的隱伏溶洞進(jìn)行探測，陷區(qū)地質(zhì)雷達(dá)探測成果如圖3所示。

圖3 地質(zhì)雷達(dá)探測成果

測線范圍內(nèi)，測線長度12～17m段，深至3.4m區(qū)域電磁波同相軸錯斷，呈低頻弱反射，邊緣呈條帶狀強(qiáng)反射，推測為地面沉降及影響區(qū)域。

根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)顯示，路基下方探測深度范圍內(nèi)未見明顯溶洞發(fā)育，該處可能為溶槽，充填的紅黏土呈可塑至軟塑狀，在上部行車荷載作用下，下部承載力不足，路面沉降變形。

根據(jù)地勘資料，設(shè)計擬將溶槽開挖揭露，對填充的紅黏土進(jìn)行挖換填處理，下部采用級配碎石換填，上部采用厚50cm反濾層。此外，考慮到該道路為城市主干道，來往車輛頻繁，故路面結(jié)構(gòu)層以下采用鋼筋混凝土板補(bǔ)強(qiáng)。其處理典型斷面如圖4所示。

圖4 斷面處理

2 不良地質(zhì)現(xiàn)象分析及處置

2.1 棄土場邊坡

根據(jù)近年來工程實際發(fā)現(xiàn)，棄土場問題在貴州地區(qū)層出不窮，路基范圍棄土尚可通過翻挖壓實、換填或者強(qiáng)夯等手段較為便利地進(jìn)行處理，邊坡范圍內(nèi)的松散堆積棄土則難以壓實，且在原始地形上增加了邊坡高度，一旦開挖產(chǎn)生臨空面后，極有可能在降雨等因素作用下產(chǎn)生滑移，危害道路施工和使用安全。

根據(jù)筆者經(jīng)驗，上部棄土降雨后其自重急劇增大，導(dǎo)致下滑力極大，且因其較為松散，采用抗滑樁支擋時可能發(fā)生樁間土涌出導(dǎo)致抗滑樁失效。此外，棄土場地塊多已納入開發(fā)序列，采用抗滑樁等方式進(jìn)行支擋可能造成較大的報廢。

故此，針對棄土場邊坡，提出以下處置建議：

（1）方案階段對原始地形圖與測量結(jié)果進(jìn)行比對，明確填土厚度。

（2）對填土堆積較厚的區(qū)域適當(dāng)加密鉆孔孔位，以明確對堆積體與原狀地層之間分界線。

（3）在勘察設(shè)計過程中仍需對邊坡進(jìn)行定期測量，以避免持續(xù)性堆土導(dǎo)致的邊坡高度改變。

（4）采用緩坡率及小擋墻方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。

2.2 溶槽堆積物邊坡

受可溶性鹽巖差異風(fēng)化的影響或地表水沿可溶性巖石的節(jié)理裂隙進(jìn)行溶蝕與侵蝕，巖溶地區(qū)常出現(xiàn)局部發(fā)育溶槽或溶溝[1]，部分溶槽或溶溝經(jīng)歷較長的堆積后，被紅黏土填充，在工程建設(shè)工程中開挖而產(chǎn)生臨空面，形成了溶槽堆積物邊坡。

紅黏土通常天然含水率、飽和度、塑性界限、天然孔隙比較高，且具有上硬下軟的特性[2]。道路邊坡產(chǎn)生臨空面后，受降雨等因素影響，溶槽堆積物邊坡可能沿土石界面發(fā)生滑移，危害道路。

故此，針對溶槽堆積物邊坡，提出以下處置建議：

（1）勘察設(shè)計階段參考地形地貌，在高邊坡位置進(jìn)行重點踏勘，對可能出現(xiàn)的溶槽堆積物邊坡進(jìn)行預(yù)判。

（2）對重點位置進(jìn)行加密鉆探，了解土石分界位置，必要時采用物探手段查明。

（3）采用變坡率方式放坡，對土石分界線以上較厚的紅黏土采用緩坡率放坡。

2.3 局部路基落水洞

貴州地區(qū)廣布可溶鹽巖、溶洞、巖溶洼地及落水洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象。規(guī)模較大的地表巖溶較易得到參建各方重視，在設(shè)計階段已考慮采用挖換填、頂板跨越等方式予以處理，但分布在路基范圍內(nèi)的局部巖溶落水洞，因其多被土層填充，上部植被覆蓋，在勘察設(shè)計乃至施工的過程中都可能被忽略。但在道路使用過程中由于上部車輛動荷載，溶洞內(nèi)部充填的紅黏土等發(fā)生壓縮沉降，導(dǎo)致路面沉降。

對此，針對局部路基落水洞提出以下建議：

（1）在勘察設(shè)計階段仔細(xì)踏勘，以了解地質(zhì)、地貌等條件，在巖溶發(fā)育強(qiáng)烈的區(qū)域使用物探手段充分查明隱伏的巖溶情況。

（2）對路基范圍內(nèi)落水洞采用開挖回填進(jìn)行處理，必要時采用鋼筋混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

3 結(jié)束語

本文重點分析了貴州地區(qū)道路工程實施過程中出現(xiàn)的棄土場邊坡、溶槽堆積物邊坡及局部路基巖溶等幾種關(guān)注度較小的不良地質(zhì)現(xiàn)象，并針對其在勘察設(shè)計及實施等不同階段提出了對應(yīng)的處置建議，以期為今后相關(guān)工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的相關(guān)不良地質(zhì)現(xiàn)場的處置提供一定的借鑒。