龙岩快速道路工程地质条件及边坡稳定性评价

王沙沙 宋宝来 梁亦众

（龙岩学院资源工程学院，福建 龙岩 364000）

1 研究区工程地质条件

1.1 地形地貌

研究区在福建省龙岩市，整条路线穿过两个不同的地貌,包含了丘陵地貌及山前冲洪积平原地貌，丘陵地貌是最主要的地形地貌。山前冲洪及平原地貌地段地面多为农作物，局部地段建有厂房、民房等。丘陵地貌段山上林木茂密，杂草丛生，植被覆盖很好。

1.2 地基土分布及特征

（1）素填土：分布广，分布于表部，有1.1～5.2m的土层被揭露。工程等级属于Ⅰ级松土。

（2）粉质粘土：局部分布，顶板埋深0m（层顶标高295.87～322.04m），揭露厚度为2.30～5.90m。工程性能差，工程等级属于Ⅱ级普通土。

（3）全风化变粒岩：局部分布，顶板埋深0～5.9m（层顶标高235.86～316.14m），揭露厚度为1～10.6m。工程性能较高，工程等级属于Ⅲ级硬土。

（4）散体状强风化变粒岩：分布广，顶埋深0～14.7m（层顶标高233.26～307.34m），揭露厚度为1～12.5m。工程性能较好，工程等级属于Ⅳ级软石。

（5）碎块状强风化变粒岩：受钻孔深度限制，所以有部分钻孔揭露，未揭穿。顶板埋深0～23.7m，揭露厚度为0.8～17.9m。工程性能较好，工程等级属于Ⅳ级软石。

（6）中风化变粒岩：受钻孔深度限制，所以有部分钻孔揭露。层顶埋深3.2～39.7m，层顶标高229.66～282.34m，未揭穿，在钻探深度范围内揭露厚度0.9～10.2m。工程性能好，工程等级属于Ⅴ级次坚石。

2 地下水概况

2.1 地下水特征

（1）孔隙潜水

孔隙潜水大部分在卵石、粉质粘土、变粒岩残积粘性土的孔隙里面，补给来源是大气降水和地表水入渗以及上游地下水的入渗补充，水位和水量一般情况下受到季节性的影响，夏季高，冬季低。

（2）基岩裂隙潜水

基岩裂隙潜水主要赋存且运移于风化基岩层中，补给来源是大气降水和上层滞水的入渗以及地下水的入渗补充。基岩中裂隙发展程度，其连通性的情况，会直接影响到地下水的补给以及入渗和水量的大小。

2.2 地下水位

因为勘察场地沿线不存在地表水，所以不考虑地表水的影响。

3 工程地质评价

3.1 路基方案的分析与建议

根据拟建道路现地面标高与路面设计标高、场地整平标高对比分析，并结合线路岩土分布情况分析，现对路基土评述如下：

一般路基段：里程段K0+000～K0+080m、K0+600～K1+420m、K1+690～K2+500m 为一般路基段。该路段挖填方高度在1～2m，挖填至路基设计标高，部分地段路基土存在素填土、耕土，组合厚度约2～4m，下卧层为卵石及以下岩土层，所以经常有地质性能较好的变粒岩出露。素填土、耕土工程性能差，不宜作为路基持力层，下卧层卵石及以下岩土层工程性能均较好，即用换填后符合设计要求的回填土来作为道路地基的持力层。也可以考虑采用水泥搅拌站进行加固，以加固后经检测符合设计要求的复合地基土作为路基持力层。对于有些地段出露的变粒岩残积粘性土或变粒岩风化岩，因为其承载力较高，所以可直接以变粒岩残积粘性土或变粒岩风化岩作为路基持力层。

路堑路段：里程段K0+080～K0+600m、K1+420～K1+690m道路左侧存在高边坡。

里程段K0+080～K0+600m段以挖方为主，挖到了路基设计标高，出现变粒岩各风化带。因变粒岩各风化带具有很好的地质工程性能，且地基承载力较大，所以可以直接成为路基持力层。道路前进方向左侧主要为挖方段，路基范围内直立开挖高度最大约8m，考虑到放坡开挖及修整坡面，最大开挖高度将达40m。边坡中上部主要是全风化变粒岩、散体状强风化变粒岩，下部主要是碎块状强风化变粒岩，该边坡的岩体级别是Ⅳ类，破坏后果严重～很严重，边坡工程安全等级为Ⅱ级。周边具备放坡空间，可采用上部放坡下部挡土墙支护进行坡面施工，放坡坡率1.0(局部1:1.25)，坡面主要采取格栅网植草防护。

里程段K1+420～K1+690m左侧存在高边坡。该段道路路基范围内基本上不填不挖，表层地基土为素填土，厚度1～5.5m。对于2m深范围内的道路地基采用粘性土及砂砾来替换素填土或耕植土并且压实回填至路基设计标高。也可以考虑采用水泥搅拌站进行加固，以加固后经检测符合设计要求的复合地基土作为路基持力层。

3.2 路基沉降分析

拟建道路填方段若采用检测合格的人工地基作为路基持力层，由于人工地基经处理后，密实度及均匀性较好，可视为同一种土体，该位置处地基土不会产生不均匀沉降或不均匀沉降在规定允许范围内。根据地区工程经验，拟建道路挖方段，以粉质粘土（坡积）或其下卧层作为路基持力层，粉质粘土（坡积）及其下卧层工程性能均较好，强度均较高，所以不均匀沉降和沉降量均在设计范围内[1，2]。

4 边坡稳定性分析与评价

4.1 边坡现状分析

里程段K0+080～0+600m道路施工左侧将形成路堑边坡，该边坡为土质边坡，边坡长度为520m，开挖后形成坡高约2～8m，坡度约40～45°，边坡走向自北向南，所以边坡安全级别是属于二级。里程段K1+420～K1+690m段道路左侧为原有边坡，非因本次道路开挖而形成的新的路堑边坡，道路施工过程仅对其进行坡面防护。该段边坡坡面植被茂密，为土质边坡，边坡长度为250m，最大坡高约60m，坡度约30～45°，边坡走向自北向南，所以边坡安全级别是属于一级，即边坡处于相对稳定状态。

4.2 影响边坡稳定性的主要因素

对工程边坡稳定性有影响的主要因素有：

（1）结构面特征。本工程边坡为土质边坡，岩体结构面的类型、产状及其与坡向的关系对边坡稳定性影响较大。据现场的地质调查，沿边坡走向基本无基岩露头，因此在勘探范围未测得岩层产状及该区域发育的裂隙面产状[3]。

（2）岩层风化程度。由于本边坡下伏岩体主要由碎裂状强风化岩～中风化岩组成，属较硬岩或软质岩，岩体类型为Ⅳ类，埋藏深，场地未存在暴露岩面，本边坡稳定性可不考虑岩石风化影响。

（3）边坡高度与坡角。本工程K0+080～0+600m段路堑边坡坡高较小，里程段K1+420～K1+690m原有边坡坡高较大，坡体岩土主要为风化土，目前相对稳定，但考虑到风化土受雨水易产生崩解、软化，导致边坡失稳现象，属不稳定性边坡，须进行放坡防护或支挡处理。

（4）坡顶荷载与倾角。据了解，场地上部不存在建筑物，在边坡支挡设计中可不考虑该上部附加应力对边坡的稳定影响。坡顶倾角主要对覆盖层而言，若坡顶覆盖层倾角过大，容易产生滑塌或崩塌破坏。

（5） 岩土体物理力学性质。岩土的重度和抗剪强度是主体部分。若土质边坡上部有一定厚度的覆盖层，且下伏基岩面坡度较大，与下伏基岩的接触面将可能形成相对软弱滑动面，在一定程度上也影响边坡的稳定性。

（6）地下水、大气降水。场地表部无植被，场地面积较大，迳流较快，但局部存在降雨时的瞬时面流或沟流。边坡岩土层主要属弱透水性（局部属中等），赋水性较差，水文地质条件较简单。另地下水或雨水对坡面的渗流、冲刷会增强边坡的水土流失及加速岩土体的风化，因此在对边坡整治时应对坡面作必要的防护和截、排水措施。

（7） 地震烈度。地震的破坏主要是可能使边坡的潜在滑动面产生滑移，给边坡的稳定性带来影响[4]。龙岩市地处地震烈度6度区，对历史资料分析和整理，从未发现破坏性地震的存在，但本地区容易受到外来地区强震的干扰，所以应该提高坡面的抗震系数来保护边坡。

4.3 边坡稳定性分析

边坡土体下伏土层以碎块状风化岩为主，局部为散体状强风化土层，属特殊性土，受水浸泡易崩解，且属不稳定边坡。对于土质边坡：当坡高＜5m时，容许坡率为1:5.0～1:1.75；当坡高5～10m时，容许坡率1:2.25～1:1.50。当切坡坡率大于容许坡率时，边坡需予挡护处理，以保证其稳定性。

4.4 边坡类型与破坏形式

本工程边坡属土质边坡，因其上覆有较厚风化土层，属特殊性土，当其坡高较大，坡度较陡时，在雨水、风化、重力、爆破或地震等因素作用下可能会失稳而产生滑、塌的破坏模式，不仅存在受拉破坏、而且还有有受剪破坏。潜在滑动面或破坏面为外倾结构面或岩、土接触面，滑动面或破坏面形成主要为圆弧形破坏，部分可能为折线破坏。

5 结论

（1）勘查区的地基土大部分是由素填土、耕土、粉质粘土、卵石、变粒岩残积粘性土、变粒岩各风化带等组成。

（2）对本路段边坡稳定性有影响的主要因素有：结构面特征、边坡高度与坡角、坡顶荷载与倾角、岩土体物理力学性质、地下水、大气降水、地震烈度。

（3）本工程边坡属土质边坡，当切坡坡率大于容许坡率时，边坡需挡护处理，以保证其稳定性。