贵州省思剑高速第8合同段K62+020～K62+150填方路基计算分析及处理

汪育庆，刘朝跃

(贵州交通岩土工程有限责任公司，贵州 贵阳　550001)



贵州省思剑高速第8合同段K62+020～K62+150填方路基计算分析及处理

汪育庆，刘朝跃

(贵州交通岩土工程有限责任公司，贵州 贵阳550001)

摘要：通过典型的斜坡湿软地基现场勘察，评价了路基区工程地质稳定性，并分析计算坡体稳定性，提出了对该段路基施工处理措施。

关键词：斜坡路基；定性评价；定量计算；处理措施

1工程概况

K62+020～K62+400段填方路基全长380 m，路基中心最大填高15 m，左侧填方边坡最高为35 m。设计标准：双向四车道高速公路，单幅路基宽11.25 m，设计速度80 km/h。荷载等级：公路-Ⅰ级。

2填方路基区工程地质评价

2.1推荐岩土体物理力学指标

根据地质调绘、钻探、岩土室内试验，结合工程类比及相关规范，推荐主要岩土层的相关物理力学参数如下：

表1　推荐岩土体物理力学指标

2.2稳定性评价

2.2.1定性评价

填方路段横跨单斜坡，坡体地表水、地下水发育，斜坡覆盖层由可塑至软塑状含碎石粘土组成，土体抗剪强度低，路基直接填筑加载加之排水不畅极易发生侧向滑移，填方体易沿下部土体和岩土界面产生剪切滑移破坏。

2.2.2定量计算

(1)路堤和地基的整体稳定性分析

根据《公路路基设计规范》JTG D30-2015，采用简化Bishop法对路基和地基的整体稳定性进行分析计算，稳定性系数Fs计算公式为(3.2.2-1)，计算简图见图1。

(1)

(2)

式中：Fs为路堤稳定系数；bi为第i个土条宽度，m；αi为第i个土条底滑面的倾角/°；ci、φi为第i个土条滑弧所在土层的粘聚力(kPa)和内摩擦角，°；mαi为系数，按式(2)计算；Wi为第i个土条重力，kN；Qi为第i个土条垂直方向外力，kN。

图1　整体稳定性系数计算简图

该填方整体稳定性分析验算考虑了正常工况(天然状态)和非正常工况I(暴雨或连续降雨状态)，计算过程是按地基未经过处理，路堤在原地表直接填筑考虑。其中K62+100典型横断面正常工况下最小Fs=0.62，非正常工况I下最小Fs=0.56，为不稳定状态。稳定性计算结果见表2。

表2　稳定性计算结果一览表

(2)路堤沿斜坡地基的稳定性分析

根据《公路路基设计规范》JTG D30-2015，路堤沿斜坡地基的稳定性分析采用不平衡推力法，稳定性系数按公式(3)计算，计算简图见图2。

(3)

(4)

式中：Fs为路堤稳定系数；WQi为第i个土条的重力与外力竖向荷载之和，kN；αi为第i个土条底滑面的倾角，°；ci、φi为第i个土条滑弧所在土层的粘聚力(kPa)和内摩擦角，°；li为第i个土条底滑面的长度，m；αi-1为第i-1个土条底滑面的倾角，°；Ei-1为第i-1个土条传递给第i个土条的下滑力,kN。

图2　路堤沿斜坡地基滑动稳定性系数计算简图

路堤沿斜坡地基的稳定性同样验算考虑了正常工况和非正常工况I，计算过程是按地基未经过处理，路堤在原地表直接填筑考虑。以K62+100典型横断面计算分析：

(1)潜在滑动面④(路基整体沿下伏覆盖层顶面潜在滑动)：正常工况下稳定性系数Fs=0.73，非正常工况I下稳定性系数Fs=0.64，为不稳定状态；

表3　稳定性计算结果一览表

(2)潜在滑动面⑤(路基沿基岩顶面滑动)：正常工况下最小Fs=0.81，非正常工况I下最小Fs=0.67，为不稳定状态。稳定性计算结果见表3。

通过路堤和地基的整体稳定以及路堤沿斜坡地基的稳定性计算，其稳定性系数均不满足《公路路基设计规范》JTGD30-2015中稳定安全系数的相关要求，路基直接填筑极易产生滑移，需对地基进行处理。

2.3推荐处理措施

填方路基位于单斜坡上，地表水及地下水发育，覆盖层厚3～8m，为软塑至可塑状含碎石粉质粘土，为典型的斜坡湿软地基。处治建议如下：

(1)措施一：填方路基下伏的覆盖层应完全清除，并开挖大台阶，再对路基分层压实填筑。考虑该方案的同时，必须考虑清除覆盖层带来的后边坡稳定性问题，对清除后的后边坡采取必要的加固防护措施，确保边坡稳定。

(2)措施二：对填方路基下伏地基采取综合处理形成复合地基，改善地基土体性质，提高土体抗剪强度和地基承载力，并在填方坡脚设抗滑桩支挡处理后再填筑路基。

(3)场区地表水、地下水发育，且在填方底部及后缘分布有泉点，若防排水措施不当，极易加剧软化土体和岩体的抗剪强度，须加强水体的疏导引排措施，确保路基稳定。

3结论

(1)场地不存在滑坡、崩塌、泥石流等环境地质问题，区域场地稳定。填方处于斜坡上，地表水及地下水发育，覆盖层土体性质差，抗剪强度低，为典型的斜坡湿软地基，对填方路基影响较大。路基直接填筑加载加之排水不畅极易产生侧向滑移，填方体易沿填方下伏土体和岩土界面产生剪切滑移破坏，采取工程处治措施后方可填筑。

(2)场区地表水、地下水发育，须加强水体的疏导引排措施。特别加强对S1、S2泉点水的引排，防止渗入填方体。

(3)建议填方路基下伏的覆盖层完全清除；或对下伏地基采取综合处理形成复合地基，并在填方坡脚设抗滑桩支挡处理后再填路基，再分层压实填筑路基。

参考文献：

[1]公路工程地质勘察规范(JTGC20-2011)[S].

[2]公路工程技术标准(JTGB01-2003)[S].

[3]公路路基设计规范(JTGD30—2015)[S].

收稿日期：2016-05-11

作者简介：汪育庆(1983-)，男，贵州人，工程师，研究方向:公路工程地质。

中图分类号：U412

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)06-0090-02