舊縣至白砂公路改建工程路基失穩原因分析

■林翠芳

（福建興田城市建設投資有限責任公司，三明大田 366100）

舊縣至白砂公路改建工程路基失穩原因分析

■林翠芳

（福建興田城市建設投資有限責任公司，三明大田 366100）

在現場路基邊坡失穩調查的基礎上，進一步查閱勘察、設計及施工等相關資料，并從原有地層地質情況、滑坡體變形歷史及新建路基滑坡體變形特征等方面展開分析，探討了路基邊坡失穩原因。結果表明，勘察、設計及施工3個階段均不符合規范要求，該案例可為類似工程的設計和施工提供參考。

公路 路基 滑坡 原因分析

1 工程概況

舊縣至白砂公路改建工程起點位于 G205國道K2450+965，舊縣加油站斜對面，路線橫跨舊縣河。設計起點樁號K0+000，終點位于舊縣與白砂交界處，設計終點樁號K7+821.035，全長7.821km。其中路段（K3+835～K4+006）屬于丘陵地貌，未見有活動斷裂及不良地質作用。上覆為坡積粉質粘土，可塑，厚度0.5～2.0m（實際開挖揭露上覆厚度大于3.0～5.0m），下伏基巖為砂巖。地下水主要為風化基巖裂隙水，水量較貧乏。

K3+835～K3+940段由于原地面山勢陡峭，場地狹窄，無法施工。設計方案變更為在原舊白公路處砌筑擋土墻，取消坡腳矮腳墻，變更后路堤邊坡坡率大于1∶1.50。實際擋墻基礎位于原舊白公路路堤填方范圍內，未進入路塹原地面。K3+940～K4+010段按實際地形在該段右側設砌體擋土墻，墻高2～6.0m。

建設期間，路段（K3+835～K4+006）路基邊坡發生滑移。該段落于2012年12月滑坡體坡頂發生沉降約70～80cm。為保證順利通車，施工方將坡頂沉降部位填平，至2013年5月底，滑坡體坡頂再次下沉約2.4m，坡頂總共下沉超過3.0m。

2 滑坡體變形特征

2.1 原有地層情況及變形歷史

從地質勘察資料及挖方段揭露地層情況看，該段路堤地處丘陵地貌，上覆為坡積粉質粘土，可塑，覆蓋層厚度大于3.0～5.0m，下伏基巖為砂巖，為層理狀碎裂結構。據調查，該路段的原有舊白公路為地質災害多發區，這點可從舊路路堤邊坡側的“馬刀樹”得到證實，如圖1。在舊白公路改建過程中并未認識到老滑坡堆積體存在的危害，僅按一般路基設計，在設計中，將改建公路路基建設于舊路基之上，新路堤堆積荷載作用于舊路堤和老滑坡堆積體之上，加速了滑坡變形的發生，出現了工程還未結束，就已經開始滑坡變形，路面開裂等病害。

圖1 K3+940～K4+006段老路地貌

2.2 新路滑坡體變形特征

改建公路路基為半填半挖路段，滑坡體坡頂位于右半幅填方路堤側，距今坡頂下沉約3m，滑坡體寬度約70m。滑坡體坡頂及周邊裂縫約20～30cm，滑坡體下沉約1～2m，滑坡體下部有凌亂堆積的片石、碎石，雨水沖刷明顯。

滑坡體內路堤擋墻向外平移約3m，下沉約1～2m，從坡頂裂縫至路堤擋墻，未發現滑坡體滑出的痕跡。從現場看，擋墻下部向外滑移程度比上部大，整個擋墻呈向坡內傾斜狀，說明滑動面在擋墻基礎下，由于滑動體推移，導致擋墻以下樹木往外傾斜，形成“醉漢林”狀，如圖2。

圖2 路堤擋墻下植被情況

3 路堤失穩原因分析

3.1 陡傾的地層結構及上覆老病害體是滑坡產生的基礎

該路段地形陡傾，覆蓋層地質條件差，且原有公路多次發生崩塌、滑坡等次生災害，歷時多年，再次在原有公路上升級改造，路基以半填半挖方式通過老病害體上方，路堤堆填加載促使路基和側滑坡體變形破壞。

根據施工順序，路堤土層結構主要由上部新填筑的粘性土、中部舊路填筑的粘性土及原地層上覆殘積粘性土組成。根據現場調查及施工揭露資料，滑坡體主要為殘坡積、坡洪積成的碎石土、粘土，夾有部分塊石。由于蹦坡積、洪坡積、滑坡積及人工填筑等多次復雜作用，坡體中可能存在多層軟弱帶或泥化帶，在上部堆載作用下，極易形成滑體的滑動帶。如若設計不合理、施工不到位、加上排水設施不完善，在降雨及地表水沿裂縫滲入的情況下，降低了滑動帶抗剪強度，勢必引起滑坡體處于不穩定狀態，再次變形滑移。

3.2 勘察不詳，設計及變更不滿足要求是滑坡的關鍵所在

《公路路基設計規范》JTG D30-2004中，3.6.2條規定“對邊坡高度超過20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1∶2.5的路堤，以及不良地質、特殊地段的路堤，應進行個別勘察設計，對重要的路堤應進行穩定性監控”。和3.6.3條規定“高邊坡路堤與陡斜坡路堤的地基勘察，應查明地基土的土質類別、層位、厚度、分布特征和物理力學性質，確定地下水埋深和分布特征，確定地基土的承載力，獲取設計所需的物理力學指標。其工程地質勘察應滿足《公路工程地質勘察規范》（JTJ 064）的要求”。在舊白公路改建工程中，該路段為地質災害多發區，使用的地勘資料不詳，甚至實際地質條件不符（如地勘資料中，上覆為坡積粉質粘土，厚度0.50～2.00m，實際開挖揭露上覆厚度大于3.0～5.0m），沒有進一步詳細的補勘。

《公路路基設計規范》JTG D30-2004中5.4.1條，第3點規定“擋土墻端部嵌入路塹原地面的深度，土質地層不應小于1.5m，風化軟質巖層不應小于1.0m，微風化巖層不應小于0.5m。”在舊白公路改建工程中，取消原設計坡腳矮腳墻，在原舊白公路處砌筑擋土墻，根據擋墻基礎開挖情況，擋墻基礎位于原舊白公路路堤填方范圍內，未進入路塹原地面，不符合規范要求。

3.3 施工不到位，質量存在缺陷是滑坡的潛在隱患

路堤失穩路段K3+870～K4+000，為半填半挖，滑坡體主要位于K3+890～+953路堤填方部位。該路段覆蓋層主要為坡積粘土、粉土質砂，土中存在礫石、碎石，其路堤填方為原地挖方利用方。現場檢測發現發現 K3+890～+ 898.5、K3+940～+951.4斷面壓實度低于規范要求。壓實度低于規范要求部位主要位于滑坡體上部的兩裂縫附近，滑坡體中部和滑坡體外檢測的兩個斷面壓實度符合規范要求。路堤填土和原地面交界處（約1m）壓實度較低，形成軟弱帶，對路堤穩定性不利。

由于原頂面陡傾，填挖交界面臺階開挖未能按規范要求進行，設計臺階寬度為2m，實際開挖小于2m。施工工作面狹窄，路堤填方施工中未能全部采用大型機械施工，存在局部薄弱地帶，如填挖交界面、擋墻背的填筑不能按設計分層碾壓施工，壓實度達不到設計要求，且回填材料不滿足透水性要求等。根據現場查看，漿砌片石擋墻的砂漿飽滿度不足，砂漿與片石粘結度差，擋墻結構強度不滿足要求。根據施工方提供的資料，擋墻地基基礎承載力局部不足。由于上述種種因素，給路堤邊坡留下潛在隱患。

3.4 降雨量豐富、工程開挖巖土體松弛、地表水易下滲是滑坡的誘因

《公路路基設計規范》JTG D30-2004中3.6.5條規定“高路堤邊坡形式和坡率應根據填料的物理力學性質、邊坡高度、車輛荷載和工程地質條件等經穩定性計算，并結合工程經驗分析確定。高路堤斷面形式宜采用臺階式，降水量較大的地區，平臺上應加設截水溝。”上杭縣屬亞熱帶季風氣候，夏長冬短，溫熱濕潤，年平均氣溫19.9℃，年降水量約1500mm左右，降水量豐富，且原地面上覆坡積粘土層，下伏為層狀碎裂砂巖，地表水對路堤邊坡極為不利，需要設置路面地表排水設施，包括邊溝、截水溝、排水溝，在邊坡平臺上加設截水溝，防止地表水直接流入邊坡內。

4 結論及建議

（1）K3+870～K4+000地質勘察不詳，現有設計方案不能滿足路堤穩定性要求。建議補勘，詳細掌握地基土的土質類別、層位、厚度、分布特征和物理力學性質，確定地下水埋深和分布特征，確定地基土的承載力，獲取設計所需的物理力學指標。

（2）K3+870～K4+000路堤設計變更中，由于勘察不詳，變更后的路堤邊坡及支檔形式（路堤邊坡坡率陡于1∶1.50，擋墻基礎位于舊路填方路堤內）的穩定性不滿足要求。需要根據填料的物理力學性質、邊坡高度、車輛荷載和可靠的工程地質條件等進行穩定性計算，并結合工程經驗分析確定高路堤邊坡形式、坡率及支檔結構等。建議：①放緩邊坡，坡腳放置在坡度較緩的穩定巖土層上，并設置坡腳擋墻；②或是按照現有邊坡坡率，設置樁板式擋土墻。以上方案均需要驗算路堤穩定性、路堤和地基的整體穩定性、路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動的穩定性等。

（3）排水系統不完善，水對邊坡穩定性極為不利。建議設計完善的排水系統，并在施工期設置臨時排水系統。

（4）現有施工質量存在局部缺陷。建議嚴格按照規范和設計要求進行施工，在施工中對路堤穩定進行動態變形監測，施工結束后路堤變形監測不少于1年。

[1]中交第二公路勘察設計研究院主編.JTG D30-2004，公路路基設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交第一公路工程局有限公司.JTG F10-2006，公路路基施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3]彭衡和.路基邊坡失穩勘察及穩定性分析實踐[J].公路工程,2008, 33（3）:164-167.