固原309国道某路基边坡滑塌勘察分析

员康锋

(山西省交通科技研发有限公司公路工程研究院，山西太原 030032)

路基滑坡研究一直是工程界的一个重要课题，许多学者对此进行了研究，并取得了不少有意义的研究成果[1−10]。309国道为山东荣成至甘肃兰州公路，是中国东西走向的国家干线公路之一。国道309线固原过境段公路穿越黄土沟壑区，弯多路陡，车流量较大，尤其是重型运煤车较多，对路基和路面破坏严重。

1 自然地理概况

区域地貌单元属于黄土丘陵沟壑区，沟壑纵横，梁峁交错；该区属中温带大陆性季风气候，具有明显的地带过渡性，春季多风干旱，多寒潮，夏秋热而短促，降水多，但分布不均，秋季降温迅速，潮湿多雨，冬季寒冷漫长；区内植被发育，主要为灌木；地下水类型为孔隙潜水，地下水位埋藏较深，主要靠大气降水补给，富水性总体较弱，受季节变化较明显。

2 病害现状

国道309线固原某段出现路基坍塌，路基边坡横向裂缝较多（见图1），宽度较大，并有进一步加剧的趋势；同时，该段路基附近路基也出现了一定不均匀沉降（见图2），且处于下坡弯道处，对过往车辆形成了极大的安全隐患。

3 勘探方案

根据现场情况的特点，采用GPS测量地形，采用钻探及坑探结合的方式查明工程地质及水文地质。

图1 路基边坡裂缝

图2 路面破坏

钻探取芯是探测下伏地质情况最有效、最直接的手段。为获得路基岩土物理力学指标，采用干钻与水钻结合的方式进行取芯，仪器设备为XY−180型+取土器。钻孔施工时每台钻机配备1名专业技术人员进行技术指导和编录，及时现场拍照并准确记录孔深、岩性、层位、采取率、钻进的速度等。

对病害区域进行布孔，路基坍塌区域布设9个钻孔、2个探井（见图3），以便进一步查明病害区域的工程地质情况。

图3 路基坍塌区域钻孔布设

4 勘察结果

4.1 现场调绘

通过调绘可知，路基边坡出现多条平行的、沿公路方向的横向裂缝，裂缝宽度较大，最大宽度为30 cm。

4.2 现场勘察

共完成9个钻孔的钻探，坑探包括TK7（靠近7号孔）和TK8（靠近8号孔），其中TK7深度为8.2 m，TK8深度为8.2 m，现场每隔1 m取原状样（土样为粉土）保存，最后回填封孔。现场照片，见图4和图5。

图4 现场钻芯取样

图5 现场挖探

4.3 场地地层岩性特征

根据现场调绘及工程地质勘探揭示，场地内主要为第四系地层。按地层新旧顺序，将勘探深度范围内自上而下划分为3个工程地质单元层，分别为第四系全新统地层、第四系上更新统地层、第三系上新世地层。其中第四系全新统地层以粉土为主，较软，结构松散，强度较低，含水率较大，呈湿、松散状态；第四系上更新统地层以粉质黏土为主，黄褐夹青灰色，可塑状态，含泥岩团块；第三系上新世地层以泥岩为主，青灰色，泥质胶结，层状构造，极软岩，岩芯多呈长柱状，中风化。现场地层土体类型较复杂，性质差异较大。

4.4 成果分析

现场钻芯发现ZK8及ZK9均在8.0～9.0 m区间出现漏浆现象，可为滑动面的确定提供参考；根据现场编录情况，运用理正软件，绘制剖面图（见图6及图7），确定软弱层，TK7靠近ZK7，TK8靠近ZK8，探井深度较浅，均为8.2 m，探井TK7下部有0.2 m软弱层，探井TK8尚未达到软弱层。

图6 剖面图1-1

图7 剖面图2-2

4.5 原因分析

由于路基边坡裂缝存在（基本平行于公路线形），坡上汇集雨水下渗使得边坡土体强度降低较大，加之软弱夹层（位于上层粉土与下层粉质黏土交界面，厚度为0.4～1.0 m，土体密度较小，松散，含水率大）的存在，土体含水率地表水下渗后吸水软化，层间形成良好的“排水通道”，孔隙水压力上升的较快，抗剪强度随含水率增大大幅度降低，使软弱夹层上部土体向下发生滑动，导致边坡发生变形、滑塌。

5 结论

（1）现场勘察钻孔过程发现在边坡土中含有泥岩夹层，且其厚度较大，粉质黏土与泥岩接触面上土体强度较低，是造成路基边坡滑塌的主要因素。

（2）潜在滑动面位于粉质黏土与泥岩接触面，建议及时对路基滑塌段进行工程处治。