某一級公路邊坡穩(wěn)定性分析評價(jià)及治理方案研究

鄧 紹 玉

(浙江樹人大學(xué)城建學(xué)院，浙江 杭州 310015)

1 工程概況

該邊坡工程場址位于遂昌縣王村口北約2 km處，邊坡坡腳為某一級公路。遂昌縣受海洋季風(fēng)影響，多年平均降雨量為1 562.7 mm，年平均氣溫16.7 ℃。

該邊坡原地形為低山丘陵，最高點(diǎn)標(biāo)高396 m，山坡坡度為35°～67°。路基右邊邊坡設(shè)計(jì)按一級邊坡放坡，坡率為1∶0.3～1∶0.5。一級邊坡局部未挖成，邊坡現(xiàn)狀如圖1所示。從開挖坡腳來看，斜坡坡腳已部分開挖，由于開挖未對邊坡上部結(jié)構(gòu)充分了解，邊坡上部殘坡積層及全強(qiáng)風(fēng)化層較厚，原設(shè)計(jì)坡率過陡。其次，由于開挖前邊坡植被遭到破壞，土體松散，坡面自然徑流條件改變，增大了水向坡體的滲入量，也是將造成邊坡失穩(wěn)的潛在因素。

2 邊坡工程地質(zhì)評價(jià)及穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡工程地質(zhì)評價(jià)

根據(jù)地表及鉆探施工所見[1，2]，巖土體主要巖性為含粘土碎石、凝灰?guī)r等。巖土體稍濕，上、中部以土夾石狀為主，干鉆進(jìn)尺較快，說明土體較松散；下部以塊碎狀、塊狀為主，強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r干鉆已很難鉆進(jìn)，需送水。凝灰?guī)r地層屬較易風(fēng)化地層，全風(fēng)化層主要成分為粉質(zhì)粘土、粉土，風(fēng)化后滲水性好，受水浸潤易散，其抗風(fēng)化、軟化能力差，抗形變能力低弱。巖土體力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果表明：土體抗剪強(qiáng)度低，當(dāng)邊坡坡度較大，存在軟弱面并水飽和時(shí)，容易失穩(wěn)。

2.2 邊坡活動(dòng)機(jī)理分析

邊坡坡度較大，一般35°～67°，出露地面的大部分巖土體結(jié)構(gòu)較松散，與斜坡交角較大，風(fēng)化巖石力學(xué)性能差，抗剪強(qiáng)度低。人類的工程活動(dòng)和斜坡上墾植，改變淺部土體的自然結(jié)構(gòu)，地質(zhì)環(huán)境遭到一定程度破壞，加大了大氣降水的滲入量，使巖土體過飽和，摩擦力、內(nèi)聚力降低。坡腳被開挖成較陡坡率，原始邊坡應(yīng)力失去平衡，在重力作用下，如該邊坡不及時(shí)進(jìn)行防護(hù)，在內(nèi)在條件與外界條件均具備的時(shí)候，該邊坡如不按照合理坡率開挖，并采取有效防護(hù)措施，邊坡可能產(chǎn)生較大規(guī)模的滑塌。

2.3 邊坡穩(wěn)定性分析

2.3.1邊坡現(xiàn)狀

邊坡開挖后，上部坡積層未發(fā)生過坍塌?，F(xiàn)一級邊坡坡率約1∶0.3～1∶0.5,現(xiàn)邊坡整體穩(wěn)定性較好。

2.3.2邊坡土層的影響因素

1)巖土層性質(zhì)：邊坡區(qū)發(fā)育巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，坡積層、全～強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r較厚。張性節(jié)理發(fā)育，利于地下水的入滲，不利于邊坡穩(wěn)定。

2)水文地質(zhì)條件：場區(qū)內(nèi)地下水較貧乏，主要受大氣降水影響補(bǔ)給，有強(qiáng)降水時(shí)，可形成坡面流，對坡面及坡腳沖刷。坡體上部面積較大，上覆土層易于地下水入滲，地表水下滲使土體抗剪強(qiáng)度降低。

3)人類活動(dòng)：該邊坡為人工邊坡，原開挖坡率過陡。

2.3.3邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定

表1 巖(土)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.3.4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和勘探資料分析，選擇如圖2所示兩個(gè)橫剖面為邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的代表性剖面，橫斷面的長度根據(jù)潛在滑體的范圍確定。由于塌滑多發(fā)生在坡積層含粘性土碎石中，滑面多接近于強(qiáng)風(fēng)化層面，因此，穩(wěn)定分析中，滑動(dòng)面按強(qiáng)風(fēng)化面來進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。

1)1—1(K50+243.5)橫斷面穩(wěn)定性計(jì)算。

邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性計(jì)算破裂面最小角度為36.4°，破裂面最大角度為60°。計(jì)算結(jié)果總下滑力2 977.305 kN/m，總的抗滑力2 691.45 kN/m，滑動(dòng)安全系數(shù)ks=0.904<1.0，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2)2—2(K50+175)橫斷面穩(wěn)定性計(jì)算破壞面最小角度為35°，破壞面最大角度為60°，計(jì)算結(jié)果總下滑力2 962.697 kN/m，總的抗滑力2 840.688 kN/m，滑動(dòng)安全系數(shù)ks=0.959<1.0，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 邊坡治理對策

3.1 邊坡治理對策

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的結(jié)果，該邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，若不進(jìn)行治理，可能會引起滑塌甚至進(jìn)一步發(fā)展。因此應(yīng)及時(shí)進(jìn)行治理。

由于邊坡穩(wěn)定性較差，應(yīng)適當(dāng)放緩邊坡。該邊坡后緣高度大，若坡率過緩，則邊坡高度大，開挖量大，甚至可能會引發(fā)別的工程地質(zhì)問題，亦不利于環(huán)境保護(hù)。根據(jù)邊坡場地條件及現(xiàn)狀，可按1∶1.00進(jìn)行削坡。

3.2 邊坡治理方案分析

根據(jù)削坡后穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，按1∶1.00削坡后，邊坡滑動(dòng)安全系數(shù)1.0

地表水下滲和坡面流影響土體性質(zhì)，增加下滑力，降低邊坡穩(wěn)定性，因此應(yīng)在邊坡坡頂設(shè)置截水溝，盡量減少降雨的影響。由于該邊坡后緣山體高度較大，應(yīng)合理設(shè)置截水溝的位置與規(guī)模。

4 結(jié)論與建議

1)通過勘查查明了邊坡巖土體的分布及參數(shù)，分析了邊坡可能發(fā)生塌滑的因素，計(jì)算了邊坡的穩(wěn)定性，提供了防治措施，可作為邊坡治理的地質(zhì)依據(jù)。

2)根據(jù)邊坡破壞的性質(zhì)及范圍，該邊坡可能發(fā)生的破壞為發(fā)生在坡積層含粘性土碎石中的小型淺層塌滑。發(fā)生主要原因是人工開挖后坡率較陡，降雨下滲和坡面流的影響。

3)對邊坡上部殘坡積層實(shí)施減重卸截，建議按1∶1.0或1∶1.25進(jìn)行放坡，并及時(shí)做好坡面防護(hù)，坡頂設(shè)截水溝，減少地表水入滲。由于邊坡的穩(wěn)定性較低，因此應(yīng)在坡腳設(shè)擋墻進(jìn)行支護(hù)。

4)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行施工，同時(shí)，注意邊坡的變形情況，有異常情況時(shí)及時(shí)進(jìn)行反饋處理。