■万然
(广东核力工程勘察院广东广州510800)
某高速公路边坡稳定性评价浅析
■万然
(广东核力工程勘察院广东广州510800)
随着国民经济的快速发展,贵州省高速公路建设步伐明显加快,边坡开挖后所遇到的岩土边坡稳定性问题也相应增多,本文以贵州省黔南自治州三都至荔波高速K73+514边坡为实例,以高速公路的工程地质勘察为基础,分析了坡体的工程地质条件,结合边坡的稳定性分析计算,对该坡体的稳定性进行了评价,并提出了几条建议。
高速公路高边坡稳定性评价
1.1工程概况
K73+514边坡位于荔波县玉屏镇罗家寨村西南约500m,边坡段里程桩号为K73+478~K73+603,全长125m,开挖形成最大边坡高度约30.28m。山坡横向上总体由左向右逐渐减低,路轴线穿过坡体鞍部,地势上陡下缓,坡度约25~35°。
1.2地层岩性
根据工程地质调绘、钻探揭露及室内岩土试验结果,本次勘探深度范围内地层上部主要为第四系残坡积(Qel+dl)粉质粘土和碎石土。下伏基岩为第三系(E)泥岩,其结构特征分述如下:
(1)粉质粘土:褐黄色,硬塑,主要由粘粉粒组成,土质不均匀,粘性较好。
(2)碎石土揭露:褐红色,稍密,稍湿,主要为碎石颗粒及粘粒组成,呈棱角状、次棱角状。
(3)全风化泥岩:棕红色、黄褐色,原岩结构基本破坏,仅具原岩外观,主要由泥质及粘土矿物组成,岩质软。
(4)强风化泥岩:褐黄色、灰褐色,原岩结构部分破坏,局部依稀可辨,泥质结构,层状发育,节理裂隙极发育,岩质较软。
(5)中风化泥岩:深灰色、灰黑色,泥质结构,层状构造,主要由粘土、碳质组成,节理裂隙较发育,裂隙呈微张开状,岩质较软。
1.3地震效应
根据国家地震局2004年发布的1:400万《中国地震动参数区划图》GB18306-2001,区内地震动反应频谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度系数小于0.05g,相似地震烈度为Ⅵ度。未发现活动断裂,处于相对稳定的构造环境。
2.1不良地质现象和特殊性岩土
山体斜坡植被发育,水土保持较好,未发现明显的不良地质现象。主要不良地质问题为浅部覆盖层坡残积粉质粘土与全强风化泥层遇水易软化、崩解,降低抗剪强度;坡体表层发育碎石土,渗透大;人工开挖边坡后,形成临空面,易诱发边坡失稳,出现崩塌、滑坡等地质灾害。边坡上部主要由残坡积层的粉质粘土和碎石土组成,下部全强中风化泥岩,节理裂隙发育,岩质较软,在浸水饱和状态下,施工开挖可能造成失稳垮塌,在降水情况下,易沿岩面及中风化顶面滑出,对边坡不利。在室内土工实验中发现线路中发育膨胀土和红粘土,可能造成路堑剥落、冲蚀、溜塌、滑坡等破坏。
2.2水文地质条件
场区地表水不发育,地表水主要为大气降水汇成的地表冲沟流水及坡面汇水,水量少且受季节影响而变化,易于排泄到冲沟底汇水区,地表水对高边坡路段建设影响较小。但当大气降暴雨时,渗入坡体,对边坡的稳定性有不利影响。
地下水类型主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于坡残积土层中,含水层厚度较小,其富水性、透水性较弱。受大气降水补给,具有明显季节性特征,以蒸发、水平径流或垂直渗入基岩裂隙的形式进行排泄;基岩裂隙水,埋藏于基岩的风化带裂隙中。主要接受大气降水及上覆层垂直入渗补给,该路段区基岩为泥岩,透水性差,属相对隔水层,虽然浅部风化裂隙较发育,增强了其透水性,但受补给条件限制,地下水富水性总体较弱。
3.1定性分析
高边坡位于山体斜坡上部,开挖深度较大,边坡长125m,走向206°,发育节理裂隙3组。线路开挖后人工边坡坡向为296°,根据结构面及坡向等作赤平投影图见下图1:
岩层结构面与人工边坡近于顺向平行,为边坡控制性不利结构面;裂隙LX1、LX2与LX3组合切割岩体,其中LX1、LX2结构面与拟建边坡坡向逆向大角度相交,LX3与人工坡面切向相交,均对边坡稳定性有利。该边坡整体稳定性较差。
3.2定量分析
根据边坡岩土体条件,以K73+514边坡工程地质横断面为代表,采用极限平衡条分法,计算边坡稳定性系数。计算时按强降雨状态下不利工况条件进行,即按地下水位接近坡面;只考虑土体自重荷载,不考虑地震力影响;不考虑渗透压力的影响。
由表1中各岩土层设计参数建议值计算成果可知:饱水情况下,边坡稳定性系数为1.03;正常工况情况下,边坡稳定性系数为1.12。边坡坡率为1:0.75~1:1.25时,边坡稳定性系数在正常工况下为:1.20~1.30,在非正常工况下为:1.10~1.20。根据不同工况计算的稳定性系数可知,设计边坡处于相对不稳定平衡状态,在扰动及上部附加荷载的作用下易失稳。强降雨期间或长期浸蚀冲刷条件下,有可能发生较大规模的边坡失稳。
在边坡施工时可采用逆作法,开挖成多级台阶式边坡,层边坡坡脚应小于岩层倾角,现场施工时,应根据边坡开挖后岩层的实际倾角调整边坡坡率,并及时进行防护加固,严禁大开挖,大爆破作业;边坡采用锚杆与坡面喷浆防护,防止岩石进一步风化,坡面设置排水孔,坡底设置排水沟;边坡防护设计宜采取工程防护与植物防护相结合的综合措施。
通过坡体稳定性定性和定量评价,较好的判定了该研究区段坡体的稳定性。本边坡开挖深度大,边坡高度超过30m,为软岩分布区,地层中薄层层状单斜构造,顺坡向,边坡稳定性差。在施工阶段,开挖应严格按设计及有关规范要求施工,加强施工监测,信息化动态设计及时掌握现场地质信息,以便对发现的地质问题采取有效处理措施。
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F407.1[文献码] B
1000-405X(2016)-8-442-2