旧县至白砂公路改建工程路基失稳原因分析

■林翠芳

（福建兴田城市建设投资有限责任公司，三明大田 366100）

旧县至白砂公路改建工程路基失稳原因分析

■林翠芳

（福建兴田城市建设投资有限责任公司，三明大田 366100）

在现场路基边坡失稳调查的基础上，进一步查阅勘察、设计及施工等相关资料，并从原有地层地质情况、滑坡体变形历史及新建路基滑坡体变形特征等方面展开分析，探讨了路基边坡失稳原因。结果表明，勘察、设计及施工3个阶段均不符合规范要求，该案例可为类似工程的设计和施工提供参考。

公路 路基 滑坡 原因分析

1 工程概况

旧县至白砂公路改建工程起点位于 G205国道K2450+965，旧县加油站斜对面，路线横跨旧县河。设计起点桩号K0+000，终点位于旧县与白砂交界处，设计终点桩号K7+821.035，全长7.821km。其中路段（K3+835～K4+006）属于丘陵地貌，未见有活动断裂及不良地质作用。上覆为坡积粉质粘土，可塑，厚度0.5～2.0m（实际开挖揭露上覆厚度大于3.0～5.0m），下伏基岩为砂岩。地下水主要为风化基岩裂隙水，水量较贫乏。

K3+835～K3+940段由于原地面山势陡峭，场地狭窄，无法施工。设计方案变更为在原旧白公路处砌筑挡土墙，取消坡脚矮脚墙，变更后路堤边坡坡率大于1∶1.50。实际挡墙基础位于原旧白公路路堤填方范围内，未进入路堑原地面。K3+940～K4+010段按实际地形在该段右侧设砌体挡土墙，墙高2～6.0m。

建设期间，路段（K3+835～K4+006）路基边坡发生滑移。该段落于2012年12月滑坡体坡顶发生沉降约70～80cm。为保证顺利通车，施工方将坡顶沉降部位填平，至2013年5月底，滑坡体坡顶再次下沉约2.4m，坡顶总共下沉超过3.0m。

2 滑坡体变形特征

2.1 原有地层情况及变形历史

从地质勘察资料及挖方段揭露地层情况看，该段路堤地处丘陵地貌，上覆为坡积粉质粘土，可塑，覆盖层厚度大于3.0～5.0m，下伏基岩为砂岩，为层理状碎裂结构。据调查，该路段的原有旧白公路为地质灾害多发区，这点可从旧路路堤边坡侧的“马刀树”得到证实，如图1。在旧白公路改建过程中并未认识到老滑坡堆积体存在的危害，仅按一般路基设计，在设计中，将改建公路路基建设于旧路基之上，新路堤堆积荷载作用于旧路堤和老滑坡堆积体之上，加速了滑坡变形的发生，出现了工程还未结束，就已经开始滑坡变形，路面开裂等病害。

图1 K3+940～K4+006段老路地貌

2.2 新路滑坡体变形特征

改建公路路基为半填半挖路段，滑坡体坡顶位于右半幅填方路堤侧，距今坡顶下沉约3m，滑坡体宽度约70m。滑坡体坡顶及周边裂缝约20～30cm，滑坡体下沉约1～2m，滑坡体下部有凌乱堆积的片石、碎石，雨水冲刷明显。

滑坡体内路堤挡墙向外平移约3m，下沉约1～2m，从坡顶裂缝至路堤挡墙，未发现滑坡体滑出的痕迹。从现场看，挡墙下部向外滑移程度比上部大，整个挡墙呈向坡内倾斜状，说明滑动面在挡墙基础下，由于滑动体推移，导致挡墙以下树木往外倾斜，形成“醉汉林”状，如图2。

图2 路堤挡墙下植被情况

3 路堤失稳原因分析

3.1 陡倾的地层结构及上覆老病害体是滑坡产生的基础

该路段地形陡倾，覆盖层地质条件差，且原有公路多次发生崩塌、滑坡等次生灾害，历时多年，再次在原有公路上升级改造，路基以半填半挖方式通过老病害体上方，路堤堆填加载促使路基和侧滑坡体变形破坏。

根据施工顺序，路堤土层结构主要由上部新填筑的粘性土、中部旧路填筑的粘性土及原地层上覆残积粘性土组成。根据现场调查及施工揭露资料，滑坡体主要为残坡积、坡洪积成的碎石土、粘土，夹有部分块石。由于蹦坡积、洪坡积、滑坡积及人工填筑等多次复杂作用，坡体中可能存在多层软弱带或泥化带，在上部堆载作用下，极易形成滑体的滑动带。如若设计不合理、施工不到位、加上排水设施不完善，在降雨及地表水沿裂缝渗入的情况下，降低了滑动带抗剪强度，势必引起滑坡体处于不稳定状态，再次变形滑移。

3.2 勘察不详，设计及变更不满足要求是滑坡的关键所在

《公路路基设计规范》JTG D30-2004中，3.6.2条规定“对边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1∶2.5的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，对重要的路堤应进行稳定性监控”。和3.6.3条规定“高边坡路堤与陡斜坡路堤的地基勘察，应查明地基土的土质类别、层位、厚度、分布特征和物理力学性质，确定地下水埋深和分布特征，确定地基土的承载力，获取设计所需的物理力学指标。其工程地质勘察应满足《公路工程地质勘察规范》（JTJ 064）的要求”。在旧白公路改建工程中，该路段为地质灾害多发区，使用的地勘资料不详，甚至实际地质条件不符（如地勘资料中，上覆为坡积粉质粘土，厚度0.50～2.00m，实际开挖揭露上覆厚度大于3.0～5.0m），没有进一步详细的补勘。

《公路路基设计规范》JTG D30-2004中5.4.1条，第3点规定“挡土墙端部嵌入路堑原地面的深度，土质地层不应小于1.5m，风化软质岩层不应小于1.0m，微风化岩层不应小于0.5m。”在旧白公路改建工程中，取消原设计坡脚矮脚墙，在原旧白公路处砌筑挡土墙，根据挡墙基础开挖情况，挡墙基础位于原旧白公路路堤填方范围内，未进入路堑原地面，不符合规范要求。

3.3 施工不到位，质量存在缺陷是滑坡的潜在隐患

路堤失稳路段K3+870～K4+000，为半填半挖，滑坡体主要位于K3+890～+953路堤填方部位。该路段覆盖层主要为坡积粘土、粉土质砂，土中存在砾石、碎石，其路堤填方为原地挖方利用方。现场检测发现发现 K3+890～+ 898.5、K3+940～+951.4断面压实度低于规范要求。压实度低于规范要求部位主要位于滑坡体上部的两裂缝附近，滑坡体中部和滑坡体外检测的两个断面压实度符合规范要求。路堤填土和原地面交界处（约1m）压实度较低，形成软弱带，对路堤稳定性不利。

由于原顶面陡倾，填挖交界面台阶开挖未能按规范要求进行，设计台阶宽度为2m，实际开挖小于2m。施工工作面狭窄，路堤填方施工中未能全部采用大型机械施工，存在局部薄弱地带，如填挖交界面、挡墙背的填筑不能按设计分层碾压施工，压实度达不到设计要求，且回填材料不满足透水性要求等。根据现场查看，浆砌片石挡墙的砂浆饱满度不足，砂浆与片石粘结度差，挡墙结构强度不满足要求。根据施工方提供的资料，挡墙地基基础承载力局部不足。由于上述种种因素，给路堤边坡留下潜在隐患。

3.4 降雨量丰富、工程开挖岩土体松弛、地表水易下渗是滑坡的诱因

《公路路基设计规范》JTG D30-2004中3.6.5条规定“高路堤边坡形式和坡率应根据填料的物理力学性质、边坡高度、车辆荷载和工程地质条件等经稳定性计算，并结合工程经验分析确定。高路堤断面形式宜采用台阶式，降水量较大的地区，平台上应加设截水沟。”上杭县属亚热带季风气候，夏长冬短，温热湿润，年平均气温19.9℃，年降水量约1500mm左右，降水量丰富，且原地面上覆坡积粘土层，下伏为层状碎裂砂岩，地表水对路堤边坡极为不利，需要设置路面地表排水设施，包括边沟、截水沟、排水沟，在边坡平台上加设截水沟，防止地表水直接流入边坡内。

4 结论及建议

（1）K3+870～K4+000地质勘察不详，现有设计方案不能满足路堤稳定性要求。建议补勘，详细掌握地基土的土质类别、层位、厚度、分布特征和物理力学性质，确定地下水埋深和分布特征，确定地基土的承载力，获取设计所需的物理力学指标。

（2）K3+870～K4+000路堤设计变更中，由于勘察不详，变更后的路堤边坡及支档形式（路堤边坡坡率陡于1∶1.50，挡墙基础位于旧路填方路堤内）的稳定性不满足要求。需要根据填料的物理力学性质、边坡高度、车辆荷载和可靠的工程地质条件等进行稳定性计算，并结合工程经验分析确定高路堤边坡形式、坡率及支档结构等。建议：①放缓边坡，坡脚放置在坡度较缓的稳定岩土层上，并设置坡脚挡墙；②或是按照现有边坡坡率，设置桩板式挡土墙。以上方案均需要验算路堤稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性等。

（3）排水系统不完善，水对边坡稳定性极为不利。建议设计完善的排水系统，并在施工期设置临时排水系统。

（4）现有施工质量存在局部缺陷。建议严格按照规范和设计要求进行施工，在施工中对路堤稳定进行动态变形监测，施工结束后路堤变形监测不少于1年。

[1]中交第二公路勘察设计研究院主编.JTG D30-2004，公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交第一公路工程局有限公司.JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3]彭衡和.路基边坡失稳勘察及稳定性分析实践[J].公路工程,2008, 33（3）:164-167.