某高速公路邊坡穩(wěn)定性評價淺析

■萬然

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

某高速公路邊坡穩(wěn)定性評價淺析

■萬然

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，貴州省高速公路建設步伐明顯加快，邊坡開挖后所遇到的巖土邊坡穩(wěn)定性問題也相應增多，本文以貴州省黔南自治州三都至荔波高速K73+514邊坡為實例，以高速公路的工程地質(zhì)勘察為基礎，分析了坡體的工程地質(zhì)條件，結(jié)合邊坡的穩(wěn)定性分析計算，對該坡體的穩(wěn)定性進行了評價，并提出了幾條建議。

高速公路高邊坡穩(wěn)定性評價

1　概述

1.1工程概況

K73+514邊坡位于荔波縣玉屏鎮(zhèn)羅家寨村西南約500m，邊坡段里程樁號為K73+478～K73+603，全長125m，開挖形成最大邊坡高度約30.28m。山坡橫向上總體由左向右逐漸減低，路軸線穿過坡體鞍部，地勢上陡下緩，坡度約25～35°。

1.2地層巖性

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探揭露及室內(nèi)巖土試驗結(jié)果，本次勘探深度范圍內(nèi)地層上部主要為第四系殘坡積（Qel+dl）粉質(zhì)粘土和碎石土。下伏基巖為第三系（E）泥巖，其結(jié)構特征分述如下：

（1）粉質(zhì)粘土：褐黃色，硬塑，主要由粘粉粒組成，土質(zhì)不均勻，粘性較好。

（2）碎石土揭露：褐紅色，稍密，稍濕，主要為碎石顆粒及粘粒組成，呈棱角狀、次棱角狀。

（3）全風化泥巖：棕紅色、黃褐色，原巖結(jié)構基本破壞，僅具原巖外觀，主要由泥質(zhì)及粘土礦物組成，巖質(zhì)軟。

（4）強風化泥巖：褐黃色、灰褐色，原巖結(jié)構部分破壞，局部依稀可辨，泥質(zhì)結(jié)構，層狀發(fā)育，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖質(zhì)較軟。

（5）中風化泥巖：深灰色、灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構，層狀構造，主要由粘土、碳質(zhì)組成，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙呈微張開狀，巖質(zhì)較軟。

1.3地震效應

根據(jù)國家地震局2004年發(fā)布的1：400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001，區(qū)內(nèi)地震動反應頻譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度系數(shù)小于0.05g，相似地震烈度為Ⅵ度。未發(fā)現(xiàn)活動斷裂，處于相對穩(wěn)定的構造環(huán)境。

2　影響邊坡穩(wěn)定性的因素

2.1不良地質(zhì)現(xiàn)象和特殊性巖土

山體斜坡植被發(fā)育，水土保持較好，未發(fā)現(xiàn)明顯的不良地質(zhì)現(xiàn)象。主要不良地質(zhì)問題為淺部覆蓋層坡殘積粉質(zhì)粘土與全強風化泥層遇水易軟化、崩解，降低抗剪強度；坡體表層發(fā)育碎石土，滲透大；人工開挖邊坡后，形成臨空面，易誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，出現(xiàn)崩塌、滑坡等地質(zhì)災害。邊坡上部主要由殘坡積層的粉質(zhì)粘土和碎石土組成，下部全強中風化泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖質(zhì)較軟，在浸水飽和狀態(tài)下，施工開挖可能造成失穩(wěn)垮塌，在降水情況下，易沿巖面及中風化頂面滑出，對邊坡不利。在室內(nèi)土工實驗中發(fā)現(xiàn)線路中發(fā)育膨脹土和紅粘土，可能造成路塹剝落、沖蝕、溜塌、滑坡等破壞。

2.2水文地質(zhì)條件

場區(qū)地表水不發(fā)育，地表水主要為大氣降水匯成的地表沖溝流水及坡面匯水，水量少且受季節(jié)影響而變化，易于排泄到?jīng)_溝底匯水區(qū)，地表水對高邊坡路段建設影響較小。但當大氣降暴雨時，滲入坡體，對邊坡的穩(wěn)定性有不利影響。

地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于坡殘積土層中，含水層厚度較小，其富水性、透水性較弱。受大氣降水補給，具有明顯季節(jié)性特征，以蒸發(fā)、水平徑流或垂直滲入基巖裂隙的形式進行排泄；基巖裂隙水，埋藏于基巖的風化帶裂隙中。主要接受大氣降水及上覆層垂直入滲補給，該路段區(qū)基巖為泥巖，透水性差，屬相對隔水層，雖然淺部風化裂隙較發(fā)育，增強了其透水性，但受補給條件限制，地下水富水性總體較弱。

3　邊坡穩(wěn)定性評價

3.1定性分析

高邊坡位于山體斜坡上部，開挖深度較大，邊坡長125m，走向206°，發(fā)育節(jié)理裂隙3組。線路開挖后人工邊坡坡向為296°，根據(jù)結(jié)構面及坡向等作赤平投影圖見下圖1：

巖層結(jié)構面與人工邊坡近于順向平行，為邊坡控制性不利結(jié)構面；裂隙LX1、LX2與LX3組合切割巖體，其中LX1、LX2結(jié)構面與擬建邊坡坡向逆向大角度相交，LX3與人工坡面切向相交，均對邊坡穩(wěn)定性有利。該邊坡整體穩(wěn)定性較差。

3.2定量分析

根據(jù)邊坡巖土體條件，以K73+514邊坡工程地質(zhì)橫斷面為代表，采用極限平衡條分法，計算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。計算時按強降雨狀態(tài)下不利工況條件進行，即按地下水位接近坡面；只考慮土體自重荷載，不考慮地震力影響；不考慮滲透壓力的影響。

由表1中各巖土層設計參數(shù)建議值計算成果可知：飽水情況下，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.03；正常工況情況下，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.12。邊坡坡率為1：0.75～1：1.25時，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)在正常工況下為：1.20～1.30，在非正常工況下為：1.10～1.20。根據(jù)不同工況計算的穩(wěn)定性系數(shù)可知，設計邊坡處于相對不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，在擾動及上部附加荷載的作用下易失穩(wěn)。強降雨期間或長期浸蝕沖刷條件下，有可能發(fā)生較大規(guī)模的邊坡失穩(wěn)。

4　建議

在邊坡施工時可采用逆作法，開挖成多級臺階式邊坡，層邊坡坡腳應小于巖層傾角，現(xiàn)場施工時，應根據(jù)邊坡開挖后巖層的實際傾角調(diào)整邊坡坡率，并及時進行防護加固，嚴禁大開挖，大爆破作業(yè)；邊坡采用錨桿與坡面噴漿防護，防止巖石進一步風化，坡面設置排水孔，坡底設置排水溝；邊坡防護設計宜采取工程防護與植物防護相結(jié)合的綜合措施。

5　結(jié)語

通過坡體穩(wěn)定性定性和定量評價，較好的判定了該研究區(qū)段坡體的穩(wěn)定性。本邊坡開挖深度大，邊坡高度超過30m，為軟巖分布區(qū)，地層中薄層層狀單斜構造，順坡向，邊坡穩(wěn)定性差。在施工階段，開挖應嚴格按設計及有關規(guī)范要求施工，加強施工監(jiān)測，信息化動態(tài)設計及時掌握現(xiàn)場地質(zhì)信息，以便對發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)問題采取有效處理措施。

［1］周浩宇.某公路邊坡的穩(wěn)定性分析及防治 ［J］.黑龍江交通科技.2015（10）：44-45.

［2］王葉飛.高速公路深挖方高邊坡處治方案淺析 ［J］.北方交通.2015（12）：87-89.

［3］《公路路基設計規(guī)范》 （JTG D30-2004）.

F407.1［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-442-2