殘積層紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法

陳少華 姜曉勇

（廣州特希達科技有限公司 廣東廣州 510000）

紅黏土路基建設(shè)過程中，需要針對失水收縮開裂、壓實性差、穩(wěn)定性差等問題進行重點分析，總結(jié)以往施工經(jīng)驗，黏土路塹邊坡穩(wěn)定性影響因素進行綜合分析，并提出初步應對策略。并結(jié)合工程施工現(xiàn)場情況，爭取可以在有限空間內(nèi)完成所有施工作業(yè)，并且確保邊坡穩(wěn)定性達標，不會對路基結(jié)構(gòu)整體性能產(chǎn)生影響，提高道路工程施工綜合質(zhì)量。

1 紅黏土性能特點

在面對殘疾層紅黏土進行路基邊坡施工時，如果不采取任何措施處理，路塹邊坡將會因為土質(zhì)因素限制而出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，尤其是受到車輛荷載影響，必定會出現(xiàn)滑塌等質(zhì)量隱患，對整個道路工程施工與運行質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，想要提高路塹邊坡穩(wěn)定性，必須要針對紅黏土物理、化學以及力學特點進行分析，綜合各項特點后來采取有效措施處理，為路塹邊坡穩(wěn)定施工提供保障。①物理方面可確定紅黏土顆粒大小分布相對均勻，多為細粒，具有較大含水量、飽和度以及天然重度，同時孔隙與液塑較大。②力學方面分析，可確定紅黏土自出膨脹率、無荷膨脹率以及收縮系數(shù)要小于膨脹土。雖然紅黏土為超固結(jié)性土，但是孔隙比較大，受剝蝕性產(chǎn)生的卸載作用，地下水位善生等因素影響，存在上硬下軟特點[1]。另外，紅黏土脹縮性以縮為主，且下層脹縮變形大于上層，當含水量與縮限相等時，便不會繼續(xù)收縮，但是在吸水以后將會產(chǎn)生最大膨脹量；含水量達到脹限時，繼續(xù)浸水將不會繼續(xù)膨脹，但是存在較大的收縮潛勢。

2 紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡性能

結(jié)合某道路工程施工運行結(jié)果來看，在無明顯流水作用影響情況下，波率在1：1～1：5之間，不足6cm的共黏土邊坡穩(wěn)定性比較高，但是對于超過6cm的邊坡，未采取任何防護措施，在后期運營中將會逐漸出現(xiàn)滑塌、剝落等問題，相比坡面種草、坡腳防護處理后邊坡穩(wěn)定性提高，可保持較大完整性[2]。另外，紅黏土路塹邊坡受水流影響較大，在不對坡腳設(shè)置擋土墻情況下，邊坡會發(fā)生坍塌問題，且會持續(xù)發(fā)展，導致整個邊坡向下滑動。一般情況下紅黏土邊坡為淺層滑坡，并且集中出現(xiàn)在雨季，強降雨后水流對邊坡穩(wěn)定性將會產(chǎn)生重大影響。

2.2 破壞機理

2.2.1 水流與裂隙

紅黏土孔隙比較大，含水量高，人工開挖邊坡施工時，導致紅黏土原有保護層丟失，臨空面附近土體表面含水量會持續(xù)降低，外部環(huán)境含水量較低時，會造成土體內(nèi)水分急速損失收縮，形成網(wǎng)狀裂紋，導致水流下滲與蒸發(fā)速度加快，持續(xù)向下發(fā)展便會形成寬度較大的裂縫，待相互連通后便會造成坡面表面破碎，降低邊坡穩(wěn)定性。再加上雨水沖刷，很容易造成邊坡表面坍塌，長時間降水土體裂縫含水高度飽和，便會造成邊坡大面積滑塌。

2.2.2 應力過于集中

路基施工進行邊坡開挖處理后，導致土質(zhì)層原有穩(wěn)定性被打破，坡體內(nèi)應力會重新分布，一般情況下坡腳位置集中度較大，將會使得坡頂位置拉應力過度集中，在此種受力情況下，臨空面很容易出現(xiàn)回彈變形問題。再加上后續(xù)施工處理不到位，將會造成坡腳處于無支護懸空狀態(tài)，因此在針對紅黏土路塹邊坡施工時，必須要提高對坡腳處理工藝的重視，避免應力過于集中，降低邊坡整體性與穩(wěn)定性[3]。

2.2.3 軟弱層結(jié)構(gòu)

隨著深度的增加，紅黏土強度越小，力學性質(zhì)會逐漸減弱，這樣下部軟弱層受到工程荷載影響，在土質(zhì)性能上將會與上部產(chǎn)生較大差異。總結(jié)以往施工經(jīng)驗，可以確定影響紅黏土軟塑層硬度的因素主要包括幾個方面：軟塑層厚度與埋深、物理學性能以及邊坡開挖高度與速率等。邊坡開挖施工時達到軟弱層且形成臨空面時，軟弱層將會向臨空面擠出，但是上部將會出現(xiàn)不均勻沉降，情況嚴重的甚至會出現(xiàn)滑動問題，降低路塹邊坡穩(wěn)定性，需要將其作為施工處理技術(shù)要點分析和控制。

3 紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性優(yōu)化對策

3.1 消除裂縫提高防水性

為解決紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性，要基于破壞機理進行分析，對常見的表層開裂問題進行處理，提高邊坡整體防水性，減少邊坡滑塌情況的發(fā)生。可結(jié)合工程所處地理環(huán)境，確定每年降雨量，然后搭配合適的綠植栽種方案，對坡面進行保護，避免其受到水流沖刷損壞，還可減小風化作用，抑制裂紋的形成與發(fā)展，提高邊坡整體性與穩(wěn)定性。另外，針對紅黏土邊坡施工時，應盡量將坡頂設(shè)置成天溝狀，對于塹坡中部為平臺的情況，需要在平臺上設(shè)置截水溝，及時對積水進行排除，避免水流對邊坡造成沖蝕影響。

3.2 軟弱層與邊坡應力

應嚴格控制邊坡開挖深度，在遇到不可避免的情況時，應采取分級開挖、分層加固的方式處理，遵循由上到下的原則作業(yè)，待上一級邊坡穩(wěn)定防護完成后，才可以進行下一級邊坡的開挖施工。尤其是坡腳位置施工，要對其進行加固處理，例如設(shè)置擋土墻來提高坡腳穩(wěn)定性。另外，還需要適當降低紅黏土坡高度，采用緩和度較大的坡比。同時，對于軟弱層可以適當?shù)奶砑拥V渣、水泥顆粒以及粉煤灰處理，可提高邊坡穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

基于紅黏土性質(zhì)特點，為解決邊坡穩(wěn)定性問題，必須要基于實際情況進行綜合分析，采取可靠措施進行優(yōu)化處理，排除各項因素的干擾，爭取達到設(shè)計標準。

[1]方薇.殘積層紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法研究[D].中南大學，2011.

[2]黃曉暉.武廣客運專線灰?guī)r殘積層紅黏土力學特性現(xiàn)場試驗研究[J].鐵道勘察，2010，36（02）：19～22.

[3]羅貴川，殷天平.碳酸鹽巖風化殘積層紅黏土的邊坡穩(wěn)定性[J].安全與環(huán)境工程，2009，16（03）：119～122.