深路塹工程穩(wěn)定性分析

摘" 要：該文依托于廣西南寧市深路塹工程K4+125～K4+331，對(duì)深路塹工程周邊的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地震、水文地質(zhì)條件和水腐蝕性評(píng)價(jià)進(jìn)行考察。針對(duì)工程位置的巖土物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性、巖土體及結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)特征、人工邊坡穩(wěn)定性和抗滑樁持力層做出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：路基；邊坡；穩(wěn)定性；深路塹；物理力學(xué)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：U416.1+3" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）31-0114-04

Abstract： Based on the K4+125～K4+331 of the deep graben project in Nanning， Guangxi， this paper investigates the topography and geomorphology， stratum lithology， geological structure， earthquake， hydrogeological conditions and water corrosion evaluation around the deep graben project， and makes a statistical analysis of the geotechnical physical and mechanical indexes of the engineering location， so as to evaluate the site stability， engineering geological characteristics of rock and soil mass and structural surface， artificial slope stability and anti-slide pile bearing layer.

Keywords： roadbed; slope; stability; deep graben; physical and mechanical index

近年來我國(guó)綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，公路方面的發(fā)展也蒸蒸日上，正所謂道路是國(guó)家走向富強(qiáng)的象征，所以我國(guó)對(duì)公路事業(yè)的發(fā)展非常在意[1]。西部等地區(qū)的公路修建，常常會(huì)遇到深路塹的情況，因此對(duì)于此類工程更為復(fù)雜的施工設(shè)計(jì)，需要保證公路的使用年限，同時(shí)盡可能地減少人力物力的浪費(fèi)[2]。對(duì)于深路塹工程的施工，需要我們更加努力地去探尋更加便于施工的方法，其中包括對(duì)工程地形地質(zhì)、土體參數(shù)、邊坡穩(wěn)定等的分析，保證工程施工的順利進(jìn)行[3]。本文以廣西自治區(qū)南寧市橫縣六屋村所設(shè)計(jì)的深路塹工程K4+125～K4+331段為例，對(duì)本路段的深路塹工程進(jìn)行分析，研究其場(chǎng)地穩(wěn)定性、巖土體及結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)特征、人工邊坡穩(wěn)定性和抗滑樁持力層的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[4]。

1" 工程概況

擬建工點(diǎn)位于廣西自治區(qū)南寧市橫縣六屋村。設(shè)計(jì)深路塹工程起訖里程樁號(hào)為K4+125～K4+331，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度206 m，設(shè)計(jì)路基寬度26.5 m，設(shè)計(jì)速度120 km/h，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)，瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)路面高程96.349～96.604 m，挖方高度最大33.5 m。

2" 工程地質(zhì)條件

2.1" 地形地貌

工點(diǎn)區(qū)屬于剝蝕丘陵邊緣地貌，挖方段通過處為一山包，地形總體呈現(xiàn)中間高，兩側(cè)低，地面標(biāo)高90～130 m，地面橫坡5～10°，地勢(shì)稍有起伏，坡面局部較陡，植被發(fā)育，主要為松樹及灌木叢。

2.2" 地質(zhì)構(gòu)造及地震

本區(qū)位于華南加里東地槽褶皺帶西部地區(qū)，屬?gòu)V西山字形構(gòu)造前弧西翼的一部分，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，區(qū)內(nèi)主要形成了昆侖關(guān)復(fù)式背斜。擬建場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層現(xiàn)象。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，測(cè)得擬建場(chǎng)地的巖層產(chǎn)狀為174°∠29°，巖層多呈厚層-巨厚層狀，層間裂隙裂面平直、粗糙，閉合，局部微張，基本無充填；巖體中主要發(fā)育2組節(jié)理：①J1為產(chǎn)狀334°∠28°，間距0.5～1.0 m，延伸2.0～3.0 m，平直、粗糙，閉合；②J2為產(chǎn)狀65°∠71°，間距0.2～0.5 m，延伸大于2.0 m，平直、光滑，閉合。

根據(jù)GB 18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》[5]，場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期0.35 s，相應(yīng)地震基本烈度Ⅵ度。

2.3" 水腐蝕性評(píng)價(jià)

依據(jù)JTG C20—2011《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》[6]附錄K，判定測(cè)區(qū)環(huán)境類型屬Ⅱ類，地下水位在風(fēng)化基巖內(nèi)，故地層滲透性屬A類。本次勘察利用附近XZK06鉆孔（K4+360左12 m）所取地下水樣數(shù)據(jù)分析，表1為地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)成果，表2為地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性評(píng)價(jià)成果。

綜上各項(xiàng)結(jié)果，按最不利情況考慮，該場(chǎng)地內(nèi)地下水在有干濕交替作用時(shí)和無干濕交替作用時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)均為微腐蝕性；在長(zhǎng)期浸水和干濕交替的條件下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均為微腐蝕性[7]。

3" 巖土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)與巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)分析

3.1" 巖土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析

本工點(diǎn)共采取強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖9節(jié)，中風(fēng)化頁(yè)巖6節(jié)，并利用鄰近工點(diǎn)鉆孔XZK06（里程K4+360左12 m）巖土試驗(yàn)成果，對(duì)本工點(diǎn)泥盆系下統(tǒng)那高嶺組泥質(zhì)砂巖及頁(yè)巖的巖土物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3、表4。

3.2" 巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)建議

本次勘察據(jù)巖土室內(nèi)試驗(yàn)資料、相關(guān)規(guī)范及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合取值，測(cè)區(qū)巖土設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見表5。

4" 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

4.1" 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

工點(diǎn)區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，地表基本無第四系覆蓋層，基巖強(qiáng)風(fēng)化層總體厚度不大；擬建場(chǎng)地屬昆侖關(guān)復(fù)式背斜南翼邊緣，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，附近無斷層通過，地震活動(dòng)微弱，場(chǎng)地內(nèi)無滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地整體穩(wěn)定性較好。

4.2" 巖土體及結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)特征

4.2.1" 巖土體

工點(diǎn)范圍內(nèi)的主要地層為泥盆系下統(tǒng)那高嶺組頁(yè)巖，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層-巨厚層狀構(gòu)造為主，局部夾砂巖及泥巖薄層。全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化層力學(xué)性質(zhì)較差，巖體裂隙發(fā)育-較發(fā)育，巖體多被切割成塊狀，局部風(fēng)化成土狀，總層厚約12～14 m，厚度總體較穩(wěn)定，全風(fēng)化層為Ⅲ級(jí)硬土，強(qiáng)風(fēng)化層為Ⅳ級(jí)軟石；中風(fēng)化層力學(xué)性質(zhì)較好，巖體較完整，厚度較大，本次勘察未揭穿，土石工程分級(jí)均為Ⅳ級(jí)軟石。

4.2.2" 結(jié)構(gòu)面

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及鉆孔揭示，本工點(diǎn)結(jié)構(gòu)面主要為基巖層面及節(jié)理裂隙面，結(jié)構(gòu)面多呈閉合狀，局部微張，光滑-粗糙，略有起伏，基本無充填，故本工點(diǎn)的結(jié)構(gòu)面為硬性結(jié)構(gòu)面。巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度建議值見表6。

4.3" 人工邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

本工程按1∶1坡率放坡開挖后，在道路右側(cè)將形成高邊坡，邊坡最大高度33.5 m，邊坡長(zhǎng)206 m，邊坡坡向約215°，除兩側(cè)邊坡開挖深度稍小以外，其余大部分段落開挖深度較大，均超過20.0 m，開挖深度超過30.0 m段落長(zhǎng)度近50 m。

坡體巖層產(chǎn)狀174°∠29°，巖層與坡面傾向夾角41°，為層狀斜向結(jié)構(gòu)；主要發(fā)育有2組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為334°∠28°及65°∠71°，各組結(jié)構(gòu)面均為硬性結(jié)構(gòu)面，節(jié)理間距0.2～1.0 m，巖體較破碎，依據(jù)JTG D30—2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》，綜合考慮該邊坡巖體類型為Ⅳ類，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)。

按照設(shè)計(jì)放坡坡率1∶1開挖進(jìn)行赤平投影分析，如圖1所示，節(jié)理J1與J2均與邊坡傾向相反，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性沒有影響；巖層傾向與邊坡傾向相同，且?guī)r層傾角小于坡角，故邊坡穩(wěn)定性主要受巖層層面控制，易造成層面與節(jié)理組成的楔形體滑動(dòng)或崩坍。邊坡上部有厚度穩(wěn)定的全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化巖層，裂隙發(fā)育，巖體較破碎，邊坡開挖時(shí)易產(chǎn)生局部滑塌或掉塊。

4.4nbsp; 抗滑樁持力層評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地內(nèi)上部為全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖，總厚度10～14 m，全風(fēng)化頁(yè)巖呈土狀，強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖呈碎塊狀為主，風(fēng)化層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體力學(xué)性質(zhì)差，且該風(fēng)化層底線位于邊坡中上部，不宜作為抗滑樁樁基礎(chǔ)持力層；中風(fēng)化頁(yè)巖層厚大，分布均勻，且節(jié)理不發(fā)育，巖體較完整，力學(xué)性質(zhì)較好，可以作為抗滑樁樁基礎(chǔ)的良好的持力層?？够瑯对O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，將樁端置于中風(fēng)化頁(yè)巖層一定深度內(nèi)[8]。

5" 結(jié)論及建議

1）工點(diǎn)區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，地形略有起伏，基巖裸露，全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化層巖體破碎，厚度12～14 m，中風(fēng)化巖體較完整，厚度較大，場(chǎng)地整體穩(wěn)定性較好，無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，適宜擬建公路建設(shè)。

2）根據(jù)GB 18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》[5]，地震動(dòng)峰值加速度及地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期分別為0.05 g、0.35 s，地震基本烈度為Ⅵ度。

3）道路最大挖方高度為32.3 m，挖方邊坡右側(cè)為層狀斜向結(jié)構(gòu)，工程開挖后易形成沿層面與節(jié)理組成的楔形體滑動(dòng)或崩坍，建議邊坡坡率采用1∶1，坡面采用錨桿框架梁防護(hù)的措施；建議全段坡腳設(shè)抗滑樁護(hù)坡措施，抗滑樁設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算[9]。挖方邊坡左側(cè)為層狀反向結(jié)構(gòu)，建議強(qiáng)風(fēng)化層邊坡坡率采用1∶1，中風(fēng)化層邊坡坡率采用1∶0.75～1∶1，坡面采用骨架護(hù)坡防護(hù)措施；建議全段坡腳設(shè)擋墻護(hù)坡措施。

4）坡頂上部風(fēng)化基巖巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡開挖后，可能產(chǎn)生局部滑塌或掉塊，建議采取噴錨措施進(jìn)行封閉。

5）加強(qiáng)防排水措施，建議在坡頂建截水溝，坡面設(shè)泄水孔、坡腳設(shè)排水溝。場(chǎng)地內(nèi)地下水主要為基巖裂隙水，受季節(jié)性降雨影響大，設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)注意雨季時(shí)地下水位可能對(duì)邊坡造成的不利影響。

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