公路堆积体路堑边坡处治讨论

谢振安

摘 要：山区高速路堑挖方常常会遇到堆积体地貌，应结合堆积体不同成因及堆积体现状做针对性处治措施。本文以大潮高速某堆积体路堑边坡为例，结合现场踏勘、补充地质钻探及深孔位移监测，经过稳定性验算，提出处治方案，保证边坡稳定安全通行，为类似工程提供一定参考依据。

关键词：堆积体;路堑边坡;稳定性分析;锚索

山区高速建设中，路堑边坡开挖难免遇到不同类型的堆积体地貌，堆积体第四系堆积作用形成的地质体[1]，形成可能是崩坡积、冲洪积、坡残积及滑坡堆积等成因。堆积体的成因及堆积时期对坡体的力学性质具有直接的影响。堆积体与下伏基岩、原状土的界面或不同成因不同时期堆积体间的交界面往往形成相对软弱面，坡体开挖后应力调整大，易形成应力松弛区，打破原有极限平衡，导致坡体沿堆积体相对弱面形成折线形潜在滑面，如未对滑坡前缘进行及时有效的支挡，容易发生牵引式滑坡，严重时甚至导致老滑坡复活。

实际边坡设计过程中，在施工图设计阶段因为植被覆盖及前期勘察手段的限制，很难及时发现堆积体存在，采用圆弧滑动法对边坡进行稳定性分析，处治措施往往不适用于处治实际堆积体坡体情况。尤其是滑坡堆积体，由于老滑面的存在，往往造成路堑边坡开挖导致坡体的变形范围远大于圆弧搜索法的潜在滑面范围和坡体卸荷松弛的范围。边坡开挖后，建设各方往往不能及时辨别堆积体的成因及力学性质，造成工程处治时机的拖延或无针对性的强加固措施，最终造成经济损失或工程浪费。本文以大潮高速ZK21+265～ZK21+550路堑右侧边坡为例，讨论公路堆积边坡的处治方法。

1 工程概况

1.1 水文地质情况

大潮高速ZK21+265～ZK21+550路堑右侧边坡，长285 m，

最大坡高为38 m。线路走向110°，边坡倾向200°。路段地处丘陵，地形起伏较大，坡体地面标高约54.0 m～11.0 m。山体植被发育，生长松树及各种灌木、蕨类植物。边坡后缘较高陡，K21+500处有一沟谷把边坡分为两段，K21+500往大里程段边坡自然地形较陡，综合自然坡度30°。K21+500往小里程段自然地形综合角度较缓，自然坡度整体呈上陡下缓，见较明显都缓交界，前缘缓坡自然坡度脚约16°，后缘陡坡自然坡度角约24°。原地质勘察钻孔揭露该段边坡岩性主要为粉质黏土，全～强风化花岗岩。该段全～强风化花岗岩风化程度较高，植被发育，详勘未见贯通结构面。详勘阶段钻孔未见地下水位。

1.2 原设计情况

原设计根据详勘资料对该边坡进行设计：分四级放坡，每级最大坡高10 m，一级边坡坡率1：0.75，二、三级边坡坡率1：1.00，四级边坡坡率1：1.25，平台宽度均为2 m。采用圆弧滑动法对设计坡型进行验算后，一级边坡采用锚杆格梁防护，二级边坡采用锚索框梁防护。

1.3 揭露地质情况变化

边坡开挖至一级坡面后，经过设计人员现场踏勘调查，边坡揭露碎石土堆积体，后设计补充K21+343、K21+385、K21+435、K21+466四处横断面，补勘结果及现场踏勘揭露，碎石堆积体曾红褐色，呈分层堆积，土夹石状，其中碎石呈棱角状，块径3 cm～8 cm不等，级配不均，物源成分为花岗岩，由粉质黏土充填，有一定压实度，呈稍密状。碎石土最大厚度约17 m，分布呈上厚下薄的趋势。现场揭露情况，K21+340处碎石土堆积体层最厚，两侧厚度渐渐变薄。碎石土层上部为坡积粉质黏土，厚度1 m～2 m不等，下部为全～强风化花岗岩。现场（K21+400处）量得原状全～强风化面与上部堆积体接触面产状220°∠18°，接触面贯通，接触面见清晰擦痕，且现场见沿该面局部有松弛。该接触面与边坡倾向小角度斜交，倾角较缓，对边坡稳定性不利。补勘阶段钻孔未见地下水位。现开挖坡面刚开挖坡面稍湿，未见明显地下水渗出。地质调查线外山体前缘缓坡处局部见有地下水渗出。

1.4 监测情况

该边坡利用补勘钻孔，在坡体后缘及前缘布设6个深层位移测斜孔及地表位移监测桩，共计4个监测断面。经过一段时间的监测，各深测孔未见明显变形迹象，地下水位稳定。地表位移也未见明显变形。

2 堆积体情况分析

结合现场踏勘、补充地质勘察及监测情况，见边坡总体地貌呈现上陡下缓地形，且开挖揭露明显上覆碎石土状堆积体，碎石呈棱角状，级配不均，堆积体与下伏基岩界面，界面分界清晰，且见明显擦痕，推断该堆积体分两期堆积，第一期为冲洪积成因，第二期为滑坡堆积成因。但坡体植被未见明显马刀树;堆积体较密实度较高;周边寻访近期未有滑坡发生;坡体及软弱交界面未见明显地下水发育;开挖后从深层测斜及地表位移均未见明显位移，因此推断两期堆积时间均较早，目前坡体经过长期沉积，已处于较稳定状态，及时对开挖前缘进行加固，可有效控制边坡稳定。受堆积及沉积环境影响，堆积体揭露界面呈波浪形（见图1）。

3 处置方案

3.1 处置思路

边坡开挖后揭露堆积体且见清晰软弱接触面，原设计圆弧滑动法不适用该边坡。该堆积体边坡处置重点是对开挖前缘进行加固防止软弱面向后缘牵引引起滑坡复活;加固软弱结构面控制总体稳定。考虑软弱结构面揭露高度不一，根据松散对集体揭露的情况，将该边坡划分为：不良地质一区、不良地质二区、不良地质三区及原状地层区。（见图1）。

3.2 稳定性分析

考虑堆积体形成时期较久远，堆积体本身密实度较好，且地下水不太发育，边坡目前处于临时稳定状态。以边坡高度较高且揭露堆积体较深的不良地质二区K21+390断面为代表断面，采用折线法进行计算。考虑现有开挖边坡坡脚为滑面剪出口，堑顶陡缓交界处为滑面后缘，堆积体接触面视倾角17°为主画面角度，现状安全系数1.05进行反算，得到该边坡参数C=14 kPa，φ=16°。根据反算参数，考虑存在潜在深层滑面，按安全系数1.20进行反算得剩余下滑力846 kN/m。

3.3 加固措施

（1）原狀地形区：维持原设计加固措施。

（2）不良地质一区：一级采用3排锚索框梁加固，锚索长19/20/21 m;二级采用4排锚杆格梁加固，锚杆长11.5 m。

（3）不良地质二区：一级采用4排锚杆格梁加固，锚杆长8.5 m;二级采用3排锚索格梁加固，锚索长26 m;三级采用3排锚索框梁加固，锚索长32 m。

（4）不良地质三区：一级采用4排锚杆格梁加固，锚杆长8.5 m;二级采用4排锚杆格梁加固，锚杆长11.5 m;三级采用3排锚索框梁加固，锚索长24 m;四级采用3排锚杆格梁加固，锚杆长11.5 m。

（5）平台设置平台截水沟;三级宽平台采用混凝土封闭;每级边坡设置急流槽兼检查踏步;坡脚挡墙设置泄水孔;一级坡脚设置斜孔排水，孔深20 m。边坡坡脚通长增设混凝土挡墙，墙高3 m，埋深2 m。

4 结论

堆积体边坡应首先分析堆积体成因及形成时期。采用现场调查、地质补充钻探及监测等手段确认堆积体形态及变形情况。堆积体边坡往往存在贯通软弱面，宜采用折线法进行稳定性验算。结合堆积体揭露情况，有针对性采取处治措施，及时处治，及时加固，保证边坡稳定安全，减少经济损失。

参考文献：

[1]陈红旗，黄润秋，林峰.大型堆积体边坡的空间工程效应研究[J].岩土工程学报，2005（3）：323-328.

[2]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.