土質路塹邊坡病害治理試驗路段

朱學文

(黑龍江省嫩江高等級公路管理處)

1 試驗路段地理位置

為了對哈同公路土質路塹邊坡的病害進行治理，選擇了一段有一定長度的土質路塹作為試驗路段進行試驗。試驗路段位于哈同公路佳木斯—哈爾濱段;里程為K561+850(左)。

2 試驗路段的地質條件

試驗路段位于大地構造屬新華夏系第二隆起帶之西部，北緣處于張廣才嶺斷褶區西側帶狀斷陷盆地區，大面積中山、低山、丘陵區，長期以來一直為上升區。境內地質構造分為：東西構造體系、華夏系構造體系、新華夏系構造體系、華夏式構造體系、南北向構造體系和北西構造體系。地質主要以斷裂構造為主，松花江河谷基本上由幾條不連續的斷裂帶構成。

沿線地層構造主要為上更新統沖積層。上部為黃色亞粘土、亞砂土、淤泥質亞粘土，層厚3～20 m，局部達30 m，多為中、低壓縮性土;下部為黃色、灰色砂、礫石層，厚度5～15 m，局部夾粘性土透鏡體。巖性主要為海西晚期花崗巖，由黃色白崗質花崗巖、花崗巖組成，其頂部風化帶呈砂狀、礫狀，中密—密實，下部較硬。

路線所經地區，出露地層較多，但大部分為第四系沖積層，斷裂地質構造處未發現活動，地質穩定性較好，其強度基本滿足路基設計要求，局部地段為軟弱土層，需要處理。另外，表層有20～30 cm種植土或腐植土，下層為低液限亞粘土、砂礫層，除局部地段軟弱層需處理外，其他部分基本滿足要求。

試驗路段公路地處長白山支脈張廣才嶺的西北。由于地殼變化，形成多種地貌，具體分為低山丘陵區、山前漫崗區、平原區、洼地沼澤區。低山丘陵區土層厚薄不一，以暗棕色土壤為主，質地松疏，森林覆蓋;山前漫崗區土質為坡積物及洪積物，有礫石、風化巖、黃砂土等;平原區為沖積平原和山前傾斜平原，呈不連貫地狀分布，土質為坡積物及洪積物;洼地沼澤區主要分布于河流兩側地勢低洼處，并常受江河洪水侵襲，地下水位較高且豐富，排水不暢，土質為沖積物，淤泥質亞粘土，通透性差。

水文地質條件有2種。

(1)地下水埋藏較深，地表無積水。

線位所經地帶，大部為旱田和林地，地勢較高，地面起伏較大，排水條件良好。

(2)地下水位埋藏較淺，地面無積水。

局部路段雖然地表無積水，但地下水位埋藏較淺，一般多發生在匯水面積較大，地勢較緩的坡地局部區域，含水量較大，其形成主要原因為困山水所致，對填方路基不會產生直接影響，但挖方段應采用隔斷措施。

不良地質路段有水田、濕地、水泡和魚池等，表層大部分為淤泥質低液限粘土，地下水位高，含水量大，具有強凍脹性，易造成翻漿及凍結膨脹。濕地路段多分布在山地丘陵區的河谷和平原區的河谷泛濫區域低洼地帶，周圍排水不暢，其植被為苔草、塔頭等沼澤植物，有機質呈海綿狀積累，土質為腐植土、淤泥、泥炭土、淤泥質低液限粘土等。軟土層厚度大多在0.4～2.0 m之間。水田路段，地表土質多為保水性強的粘土，受季節影響，其軟土層含水量變化較大，厚度大多在0.3～1.1 m之間，魚池、水泡由人工蓄水或天然積水而成，多分布在地勢較低洼的河谷處，排水條件較差。

3 試驗路段邊坡土質試驗及分析

3.1 現場取樣與室內實驗

首先，在試驗路段土質路塹邊坡上，按不同位置、層位、不同狀態的土進行取樣，對所取土樣進行各項試驗和數據采集，并分別對土的物理力學指標及隨土的水分狀態變化土的粘聚力和內摩擦角變化的關系進行了分析。

3.2 實驗結果分析

通過室內一系列實驗分析，得到一系列的實驗結果和數據。

(1)路塹邊坡土樣物理力學指標。

路塹邊坡土樣的物理指標w、γ、wL、wP、IP及力學指標C、φ的測定值見表1所列。

注：該土名為：粉質低液限粘土

表2 抗剪強度指標實驗數據

續表2

10.2 112 12.8 12.16 151 12.6 13.5 173 12.8 15.34 200 14.1 18.16 181 16.8 20.13 141 14.7 21.67 112 13.12 23.45 86.4 12.1 27.04 43.2 9.4 29.12 7.5 10.0

做了不同含水量的土樣與抗剪強度指標粘聚力C、內摩擦角φ的一組試驗，數據見表2所示，表3是含水量、粘聚力與內摩擦角關系的匯總表。

從內摩擦角與土的含水量狀態關和粘聚力與土的含水狀態關系可知，土的粘聚力和內摩擦角與土的含水量狀態呈非線性關系，但他們都有一個共同的特點，當含水量較小時，土的粘聚力和內摩擦角隨含水量的增加而增大，但當土的含水量超過18% ～20%時，隨著含水量的增加，土的粘聚力和內摩擦角會迅速下降。這一現象和規律與土的含水量與密實度的關系相似，即當含水量較小時，密實度隨含水量的增加而增大，這時土顆粒排列緊密而有較大的內摩擦角和粘聚力;當含水量超過一定數值后，密實度下降，內摩擦角和粘聚力也隨之迅速降低。這就說明，在春融期間，邊坡土體中的水分若不能及時排除，邊坡土的抗剪強度會大大降低，當“水線”發育時，必然產生滑塌。