残积层红黏土路堑边坡稳定性分析方法

2018-02-15陈少华姜晓勇

建材与装饰 2018年1期

陈少华姜晓勇

（广州特希达科技有限公司广东广州 510000）

红黏土路基建设过程中，需要针对失水收缩开裂、压实性差、稳定性差等问题进行重点分析，总结以往施工经验，黏土路堑边坡稳定性影响因素进行综合分析，并提出初步应对策略。并结合工程施工现场情况，争取可以在有限空间内完成所有施工作业，并且确保边坡稳定性达标，不会对路基结构整体性能产生影响，提高道路工程施工综合质量。

1 红黏土性能特点

在面对残疾层红黏土进行路基边坡施工时，如果不采取任何措施处理，路堑边坡将会因为土质因素限制而出现失稳现象，尤其是受到车辆荷载影响，必定会出现滑塌等质量隐患，对整个道路工程施工与运行质量产生影响。因此，想要提高路堑边坡稳定性，必须要针对红黏土物理、化学以及力学特点进行分析，综合各项特点后来采取有效措施处理，为路堑边坡稳定施工提供保障。①物理方面可确定红黏土颗粒大小分布相对均匀，多为细粒，具有较大含水量、饱和度以及天然重度，同时孔隙与液塑较大。②力学方面分析，可确定红黏土自出膨胀率、无荷膨胀率以及收缩系数要小于膨胀土。虽然红黏土为超固结性土，但是孔隙比较大，受剥蚀性产生的卸载作用，地下水位善生等因素影响，存在上硬下软特点[1]。另外，红黏土胀缩性以缩为主，且下层胀缩变形大于上层，当含水量与缩限相等时，便不会继续收缩，但是在吸水以后将会产生最大膨胀量；含水量达到胀限时，继续浸水将不会继续膨胀，但是存在较大的收缩潜势。

2 红黏土路堑边坡稳定性分析

2.1 边坡性能

结合某道路工程施工运行结果来看，在无明显流水作用影响情况下，波率在1：1～1：5之间，不足6cm的共黏土边坡稳定性比较高，但是对于超过6cm的边坡，未采取任何防护措施，在后期运营中将会逐渐出现滑塌、剥落等问题，相比坡面种草、坡脚防护处理后边坡稳定性提高，可保持较大完整性[2]。另外，红黏土路堑边坡受水流影响较大，在不对坡脚设置挡土墙情况下，边坡会发生坍塌问题，且会持续发展，导致整个边坡向下滑动。一般情况下红黏土边坡为浅层滑坡，并且集中出现在雨季，强降雨后水流对边坡稳定性将会产生重大影响。

2.2 破坏机理

2.2.1 水流与裂隙

红黏土孔隙比较大，含水量高，人工开挖边坡施工时，导致红黏土原有保护层丢失，临空面附近土体表面含水量会持续降低，外部环境含水量较低时，会造成土体内水分急速损失收缩，形成网状裂纹，导致水流下渗与蒸发速度加快，持续向下发展便会形成宽度较大的裂缝，待相互连通后便会造成坡面表面破碎，降低边坡稳定性。再加上雨水冲刷，很容易造成边坡表面坍塌，长时间降水土体裂缝含水高度饱和，便会造成边坡大面积滑塌。

2.2.2 应力过于集中

路基施工进行边坡开挖处理后，导致土质层原有稳定性被打破，坡体内应力会重新分布，一般情况下坡脚位置集中度较大，将会使得坡顶位置拉应力过度集中，在此种受力情况下，临空面很容易出现回弹变形问题。再加上后续施工处理不到位，将会造成坡脚处于无支护悬空状态，因此在针对红黏土路堑边坡施工时，必须要提高对坡脚处理工艺的重视，避免应力过于集中，降低边坡整体性与稳定性[3]。

2.2.3 软弱层结构

随着深度的增加，红黏土强度越小，力学性质会逐渐减弱，这样下部软弱层受到工程荷载影响，在土质性能上将会与上部产生较大差异。总结以往施工经验，可以确定影响红黏土软塑层硬度的因素主要包括几个方面：软塑层厚度与埋深、物理学性能以及边坡开挖高度与速率等。边坡开挖施工时达到软弱层且形成临空面时，软弱层将会向临空面挤出，但是上部将会出现不均匀沉降，情况严重的甚至会出现滑动问题，降低路堑边坡稳定性，需要将其作为施工处理技术要点分析和控制。

3 红黏土路堑边坡稳定性优化对策

3.1 消除裂缝提高防水性

为解决红黏土路堑边坡稳定性，要基于破坏机理进行分析，对常见的表层开裂问题进行处理，提高边坡整体防水性，减少边坡滑塌情况的发生。可结合工程所处地理环境，确定每年降雨量，然后搭配合适的绿植栽种方案，对坡面进行保护，避免其受到水流冲刷损坏，还可减小风化作用，抑制裂纹的形成与发展，提高边坡整体性与稳定性。另外，针对红黏土边坡施工时，应尽量将坡顶设置成天沟状，对于堑坡中部为平台的情况，需要在平台上设置截水沟，及时对积水进行排除，避免水流对边坡造成冲蚀影响。

3.2 软弱层与边坡应力

应严格控制边坡开挖深度，在遇到不可避免的情况时，应采取分级开挖、分层加固的方式处理，遵循由上到下的原则作业，待上一级边坡稳定防护完成后，才可以进行下一级边坡的开挖施工。尤其是坡脚位置施工，要对其进行加固处理，例如设置挡土墙来提高坡脚稳定性。另外，还需要适当降低红黏土坡高度，采用缓和度较大的坡比。同时，对于软弱层可以适当的添加矿渣、水泥颗粒以及粉煤灰处理，可提高边坡稳定性。