浅析典型红层路堑边坡稳定性计算和防护措施

王智佼

【摘 要】本文以一典型红层路堑边坡为例，在外业调查和地质勘察资料基础上，查清该红层路堑边坡工程地质特征，计算其稳定性，进而确定相应的防护措施。对该区域类似路堑边坡的防护具有一定的指导意义。

【关键词】红层路堑边坡；稳定性；防治措施

中图分类号： U416.14 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）11-0209-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.092

0 引言

红层广泛分布于我国西北地区的陕甘宁盆地，是以浅红色、棕红色、砖红色为主色调的新生代沉积岩，大多为陆相沉积。岩性以泥岩、砂岩、泥质砂岩为主，大多层理结构明显。在公路工程地质岩土分类中属软岩类，具有强度低，抗风化能力差，塑性变形大，亲水性强，遇水易软化或膨胀，失水易发生崩解等特征。随着我国西北地区公路交通网的发展和完善，在西北地区高速公路建設过程中，形成很多处红层路堑边坡，由于红层的工程地质特征，致使红层路堑边坡大多易失稳破坏，稳定性差，多需进行防护。本文选取甘肃临夏盆地一典型高速公路红层路堑边坡为例，在阐述其工程地质特征的基础上，计算其稳定性，进而提出相应的防护措施，具有一定的实际应用价值和理论指导意义。

1 典型红层路堑边坡地质特征

1.1 地形地貌特征

该典型红层路堑边坡位于河流侵蚀沟谷区和构造侵蚀黄土丘陵交汇处，地形起伏较大，山体坡度约57°，主体坡向约42°，总体呈东高西低，南北两侧为沟谷斜坡。路堑开挖区植被覆盖率较高，两侧以乔木、灌木为主。

1.2 岩土体特征

根据地质调查及钻探揭露，路堑边坡区出露地层为第四系全更新统残破积粉质黏土（Q4dl+el）、新近系临夏组（N2l）全-中风化泥岩（红层），见图1。其中粉质黏土呈棕褐色，稍湿，可塑-硬塑，土质较均匀，干强度较高，韧性强，切面稍具光泽，手捏易成条。强风化泥岩（红层）呈棕红色，泥质结构，中厚层状构造，泥质胶结，遇水易软化，崩解，失水易龟裂。锤击声哑，手掰易碎，多呈锯齿状。岩芯较破碎，多呈短柱状及块状，节长5-15cm。该层土连续分布，层顶埋深3.5-8.5m。中风化泥岩（红层）岩芯较完整，多呈短、长柱状，节长10-60cm不等。连续分布，本次勘察未揭穿，最大揭露厚度21m。

2 典型红层路堑边坡稳定性计算

2.1 计算方法选用和岩土体参数选择

2.2 安全系数计算

由于在对该红层路堑边坡地质勘查过程中未见地下水出露，故对该边坡稳定性计算时选择天然工况和地震工况。具体计算断面见图2，计算结果见边坡稳定性计算结果表（表2）。

经计算该红层边坡天然工况下安全系数K=1.049，在地震工况下安全系数K=1.022，即在天然状态和地震状态下该边坡均处于欠稳定状态。

3 典型红层路堑边坡防护措施

根据该红层边坡稳定性计算的结果，在天然状态和地震状态下该红层边坡均处于欠稳定状态。因此对该红层边坡需进行防护。

目前，针对红层路堑边坡的防护与加固技术方法日益丰富，如框架锚索杆、锚固桩、预应力锚索桩、重力式挡墙等各类支挡加固结构，挂网喷硅、实体护坡、网格护坡、植被护坡等。但总体而言挡墙，抗滑桩，锚杆等防治措施在治理此类山区路堑边坡时效果不够理想，而预应力锚索不同于传统的支护手段，它可以主动建立后张预应力场，抑制、减低和消除天然力场，能充分调用岩体自身潜在的自稳能力并改善其内部应力状态。从而有效的控制其变形，防止岩体边坡破坏。

根据该红层路堑边坡的地质特征和稳定性，本文对该红层路堑边坡采用先平行开挖后支护方案。具体坡面防护措施为预应力锚索+锚杆框格植草。坡脚采用C20片石砼矮护面墙护脚，其上第一级坡面采用锚杆框格植草防护，第2～6级坡面采用预应力锚索，边坡分级按照8m一级，具体设计断面见图3。

采用预应力锚索支护防护后，运用毕肖普（Bishop）条分法对防护后边坡进行了地震工况下的稳定性分析，计算结果显示在地震工况下该红层路堑边坡防护后安全系数K=1.181，满足路基设计规范中高速公路路堑边坡在非正常工况下的安全系数要求。即说明此种防护措施可行。

4 结语

本文对甘肃临夏盆地一典型红层路堑边坡，利用地质勘查手段，查清该红层路堑边坡位于河流侵蚀沟谷区和构造侵蚀黄土丘陵交汇处，地层岩性为上覆第四系全更新统残破积粉质黏土，下伏新近系临夏组（N2l）全-中风化泥岩（红层）；运用毕肖普（Bishop）条分法对其稳定性进行了计算，得出该红层路堑边坡在天然状态和地震状态下均处于欠稳定状态。在以上基础上制定了该红层边坡采用预应力锚索+锚杆框格植草的防护方案，并对防护后该红层路堑边坡在地震工况下的稳定系数进行了计算，计算结果显示经过防护后该红层路堑边坡安全系数满足规范要求。本文针对该地区典型红层路堑边坡稳定性计算的方法和采用的坡面防护措施，对该地区其他红层路堑边坡具有一定的借鉴性和适用性。

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