公路边坡不稳定处治评价.pdf
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1、98交通科技与管理工程技术0引言当前,我国公路建设发展速度比较快,所具备的技术水平相对有限,经验比较缺乏,导致环境治理技术问题的出现,其中需首要解决的就是路基边坡不稳问题。路基边坡不稳不仅对公路的正常使用产生影响,同时对国家和社会发展也有直接影响。由此来看,提高公路边坡稳定性是公路建设当中所要考虑的首要问题。1云湛高速公路处治工程云湛高速公路 K4+020.332K4+199 右侧路堑高边坡施工图设计为四级高边坡,坡顶最大高度为 40.28 m,平均坡高分级为 10 m,其中一级坡和二级坡坡率 1 1.0,三级坡和四级坡坡率11.25,第三级碎落台宽度为12 m,其余碎落台宽度为 2 m。第一
2、、二、三级坡防护均采用锚杆框架防护,高度分别为 9 m、26 m、26 m,第四级坡采用传统的人字形骨架植草防护。2016 年 3 月 30 日夜间,施工单位在现场开挖时,K4+050K4+110 左侧第三级边坡发生滑塌,第三级边坡顶部 12 m 宽平台靠外侧 5.5 m 左右塌陷。2016 年 4 月 18 日,施工单位对第三级平台进行消坡减载,将 12 m 宽平台度缩减至 5 m,在坡脚以上 3 m处开挖时,发现第三级坡面 K4+072K4+100 出现纵向裂缝,深度 0.80.9 m,施工单位决定将三级平台宽度减少至 4 m。2016 年 4 月 20 日,施工单位将平台宽度缩减至 4
3、m;2016 年 4 月 21 日,在对第三级坡脚进行开挖时,发现第三级边坡 K4+085K4+120 段坡面出现纵向裂缝,深度 0.60.8 m。针对该路堑变形情况我院对路堑边坡进行变更,防护维持原设计,具体为变更二级坡的坡率为1 1.25,变更第三、四级坡的坡率为 1 1.5,二级平台变更为 5 m,三级碎落台宽度变更为 4 m,一级坡采用锚杆框架格梁防护,第二、三级坡采用锚索框架梁防护。2016 年 12 月初,该路堑第二、三级坡的锚索大部分已张拉锁定,第一次坡的锚杆框架尚未施工,该路堑发生整体变形,滑坡最后一道后缘裂缝位于堑顶线外 1030 m,裂缝最大宽度约 30 cm。各级平台均见
4、纵向拉裂缝,分析为不同滑面所对应后缘裂缝,见图 1。图 12016 年 12 月变形破坏路堑边坡简示图2路段工程地质条件2.1地形及岩性该高边坡所处路段为低山丘陵区,地势起伏不大、相对平缓,坡体标高范围为 85.095.0 m,最大自然坡角约为 15。根据设计院在相关单位查阅的资料及地质勘探成果,揭示边坡主要由第四系残坡积粉质黏土以及泥盆系中统老虎坳组强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、D2l 全风化等组成。2.2地质情况云湛高速公路位于华南加里东褶皱系的广东西部隆起带内,大地构造位置上处于四会吴川断褶带中西段。在久远而长期的地质时代,该路段经历了复杂而频繁的地壳运动,区内地质构造多为北东或近
5、北东走向。通过调取该边坡的地质调绘原始资料,勘察设计未发现该边收稿日期:2023-09-18作者简介:万义华(1983),男,本科,工程师,从事工程造价管理工作。公路边坡不稳定处治评价万义华(广东省南粤交通云湛高速公路管理中心新阳管理处,广东 阳江 529500)摘要山区高速公路穿越山岭时经常需要大开挖形成路堑高边坡,由于地质原因,部分路堑高边坡受施工扰动易出现变形,严重时会出现滑坡和坍塌。针对这类边坡,文章依托云湛高速公路 K4+020.332K4+199 段右侧边坡滑塌处治工程,剖析了其变形机制,评价其稳定性,给出了处治方案。其处治经验可为同类工程提供参考借鉴。关键词公路边坡;变形;稳定性
6、评价;处治方案中图分类号U416.14文献标识码A文章编号2096-8949(2023)19-0098-032023 年第 4 卷第 19 期99交通科技与管理工程技术坡范围内有影响场地稳定的不良地质情况。但附近坑尾村存在边坡地质灾害,为村民在山脚修建房屋,切割坡脚,引起顺层泥质粉砂岩滑动。村民切割坡脚高度不大,一般小于 8 m,坡脚区普遍存在滑塌现象。该段高边坡及邻近左侧的一般边坡、高填方等工程的地质环境同坑尾村边坡相同,坡向和岩层产状接近,施工易引起滑塌。2.3水文地质条件云湛高速新阳段建设地点主要在广东西部新县、阳春,该地区纬度较低,属南亚热带季风气候区。雨季漫长而降雨量大,季风气候,因
7、临近海洋,因此台风、雷雨天气多发。工点区降雨量较大,因此带来的地表径流对坡脚和坡面的冲刷较大。地质钻探时未发现地下水。3边坡变形的破坏机制分析及稳定性分析3.1边坡变形的破坏机制分析根据地质调绘及现场勘探的结果,该边坡以岩质为主,部分夹杂有残坡积的粉质黏土夹强-中风化泥质粉砂岩和强风化岩块。岩层走向与边坡走向基本一致,小角度相夹,为典型的顺层岩石边坡。边坡容易沿着土层与岩层交界的软弱面发生失稳滑动。加之风化强烈强风化泥质粉砂岩层,表现为局部泥质粉砂岩含泥量大,风化后出现相对软弱的泥化夹层,容易发生多级层间滑动。强风化层、中风化层的层面坡度陡峭,彼此之间的面结合较差,也容易产生滑动1。边坡所在区
8、域岩层风化程度显示未强烈,泥质粉砂岩夹杂有大量的黄泥,存在软弱夹层,与水作用后容易软化。遇到雨季后,雨水降落慢慢渗透至上部覆盖层,降低了风化层强度,从而导致边坡失稳破坏。从地形来看,边坡两侧双面临空,且为顺层,约束力小,故边坡两侧变形严重。强风化与中风化层交界面具有较大外倾角2,边坡开挖上部土体减小了抗滑阻力,同时为潜在边坡滑动提供了移动空间如图 2所示。图 2坡面赤平投影图3.2边坡稳定性分析、评价参照公路路基设计规范(JTG D302015)和岩土工程勘察规范(GB500212001)(2009 年版)按传递系数法计算边坡的稳定系数(如式 1)。Fs=i=1n1(Rij=in1j)+Rni
9、=1n1(Ti j=in1j)+TnFs=i=1n1(Ri j=in1j)+Rni=1n1(Ti j=in1j)+Tn(1)其中 j=1j+cos(ii+1)sin(ii+1)tani=cos(ii+1)sin(ii+1)tani+1j=in1j=ii+1i+2.n1j=in1j=ii+1i+2+1i+3.n1Ri=tani(Niui)+RiLici=tani(Niui)+LiciNi=wicosiNi=wicosiTi=Tiwisini=wisini式中,Fs 稳定系数;Ri 作用于第 i 块段的抗滑力(kN/m);wi 第 i 块段滑体所受的重力(kN/m);ci 第 i 块段土的黏聚力(
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