某公路边坡的稳定性分析及防治

2015-06-21周浩宇

黑龙江交通科技 2015年10期

关键词：挖方植草风化

周浩宇

(江西交通咨询公司)

某公路边坡的稳定性分析及防治

周浩宇

(江西交通咨询公司)

针对某公路典型路段，根据实际野外地质勘察资料，编制勘察设计任务书，采用瑞典条分法对边坡进行稳定性分析，并提出了相应的防治措施。为今后类似边坡工程提供参考及指导。

边坡;稳定性分析;治理设计;锚杆支护

1 工程地质条件

1.1 工程概况

K69+170深挖方位于新丰县龙埂背附近，该处路线走向约220°，位于线路右侧，根据设计提供的1∶2000地形图及路线纵断面图，挖方路段起讫里程桩号K68+940～K69+ 250，总长约310 m，中线最大挖方深度约48.40 m，位于K69 +170处。

1.2 地层岩性

根据工程地质调绘及室内试验结果，上覆土层为第四系种植土(Q4ml)、残积粉质粘土(Q4el)，下伏基岩为泥盆系(D)砂岩，按其风化程度不同，分为全、强风化、中风化三层。各层工程地质特征由上到下分述如下。

(1)种植土:黄褐色，湿，可塑，层厚1.00 m。(2)粉质粘土:残积，褐黄色，稍湿，硬塑。层厚4.00 m。(3)全风化砂岩:红棕色、灰褐、黄褐色，原岩已风化为密实土状，层厚7.80～25.60 m。

(4)强风化砂岩:黄褐色，青灰色，原岩已强烈风化为半岩半土状和碎块状，节理裂隙发育;岩石破碎。层厚7.40～30.64 m。

(5)中风化砂岩:青灰色，褐黄色，细粒结构，层状构造，裂隙发育，岩石较破碎，岩质较硬，层厚4.80 m。

1.3 地震效应

根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306－2001)及《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)，该路基测段地震加速度值为0.05 g，地震动反应谱特征周期值为0.35 s，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。

1.4 水文地质条件

挖方区地表水不发育，线路附近只有极少地表水分布，主要位于山间冲沟低洼处，受大气降水影响控制，地表水对深挖方的设计及施工基本上没有影响。

挖方区地下水主要为承压水的孔隙水，局部有上层滞水。孔隙水只要赋存于强～中风化砂岩中，富水性强，透水性弱，局部透水性较好;局部裂隙发育的中风化砂岩中赋存着基岩裂隙水，具承压性，富水性较差。通过勘察，测得钻孔地下水深度为5.20～17.80 m，水文地质条件比较简单。

2 边坡稳定性计算分析与防治

2.1 加固前整体稳定性计算

(1)计算模型的确定

鉴于边坡滑坡在潜在主滑方向和纵横方向上的地质环境条件、成因机制和物质组份较为复杂，为评价其在主滑方向及潜在主滑方向上的稳定性，边坡稳定性计算模型见图1。

图1 稳定性计算模型图

(2)计算参数的选取

根据实际的勘察报告，并结合当地的经验数据，同时参考地质测绘对边坡稳定性的影响分析，其计算参数按土体完全饱和参数来取值。其具体的计算参数值见表1。

表1 边坡稳定性参数表

(3)计算结果

整体稳定性计算结果见表2。

表2 整体稳定性成果表

(4)计算结果分析

根据边坡稳定性计算模型图，采用理正岩土软件进行计算。由计算结果可知，总的下滑力为8 073.818 kN/m，总的抗滑力为10 198.053 kN/m，安全稳定性系数在1.263。虽然自然状态下的边坡目前整体处于稳定状态，但由于岩层与边坡坡向逆向相交，随着边坡开挖，对岩土体的应力平衡破坏，同时在地表水及地下水的长期作用下，进一步侵蚀坡面、渗入并浸泡坡体，降低岩土的抗剪强度，增大下滑力，最终将会导致滑坡和岩石坠落，对坡底建(构)筑物的安全具有严重危害。如边坡失稳，主要的破坏模式为沿土岩接触面或岩石中的软弱结构面的折线形破坏、楔形破坏等破坏模式，鉴于此，应对人工边坡稳定性问题研究分析，采取适宜的加固措施。

2.2 综合治理方案

根据滑坡的实际情况，确定如下的防治方案:“削坡+锚杆支护+截、排水工程”的滑坡体综合治理方案。主要治理方案如下。

(1)边坡坡率

本段挖方边坡每10 m分一级，最下一级边坡坡率1∶0.75～1∶1.25，第二、三级边坡坡率采用1∶1.00～1∶1.25，第四、五级边坡的坡率1∶1.25，各级边坡平台宽2 m。

(2)边坡防护工程

一级边坡采用锚杆框架梁防护，锚杆长度13 m，倾角20°，其余部分采用拱形骨架植草灌防护;二级边坡采用锚索框架梁植草灌防护，锚索长度均为28 m，倾角20°，锚固段长10 m，其余部分采用拱形骨架植草灌防护;三、四、五级边坡采用拱形骨架植草灌防护。各级平台设置下挖式平台截水沟，各级边坡的坡顶及坡脚均进行M7.5#浆砌片石加固。锚索框架纵、横梁截面尺寸均为0.5 m×0.5 m，采用C25混凝土浇筑，锚索为四束，采用φ15.24 mm高强度、低松弛普通钢绞线制作。锚杆框架梁的纵、横梁截面尺寸采用0.3 m× 0.3 m，锚杆采用直径28 mm精制螺纹钢。其余各级框格及骨架未覆盖之处采用植草灌防护。

(3)排水工程

为了疏干滑坡体内的地下水，最上一级边坡坡顶外5 m设置60×60 cm的M7.5浆砌片石矩形截水沟。所有流向路基范围内的水全部通过截水沟及路基边沟排出。右侧设置检修踏步(兼泄水槽)，以利于后期养护使用，检修踏步全部采用7.5#浆砌片石砌筑。此外，边坡每隔一定间距需设仰斜式排水孔，排水孔孔位、孔数、孔深、排水管的具体长度(L)和各阶的具体排数应根据施工揭示实际地质水文情况及坡体渗水量大小调整确定，所打排水孔应保证50%以上的出水率。

2.3 加固后整体稳定性计算

(1)计算模型的确定

根据综合治理方案在一、二级边坡采用锚杆框架梁防护，其余部分采用拱形骨架植草灌防护。

(2)计算参数的选取

如表1边坡稳定性参数表所示。

(3)计算结果

整体稳定性计算结果见表3。