龍巖快速道路工程地質條件及邊坡穩定性評價

王沙沙 宋寶來 梁亦眾

（龍巖學院資源工程學院，福建 龍巖 364000）

1 研究區工程地質條件

1.1 地形地貌

研究區在福建省龍巖市，整條路線穿過兩個不同的地貌,包含了丘陵地貌及山前沖洪積平原地貌，丘陵地貌是最主要的地形地貌。山前沖洪及平原地貌地段地面多為農作物，局部地段建有廠房、民房等。丘陵地貌段山上林木茂密，雜草叢生，植被覆蓋很好。

1.2 地基土分布及特征

（1）素填土：分布廣，分布于表部，有1.1～5.2m的土層被揭露。工程等級屬于Ⅰ級松土。

（2）粉質粘土：局部分布，頂板埋深0m（層頂標高295.87～322.04m），揭露厚度為2.30～5.90m。工程性能差，工程等級屬于Ⅱ級普通土。

（3）全風化變粒巖：局部分布，頂板埋深0～5.9m（層頂標高235.86～316.14m），揭露厚度為1～10.6m。工程性能較高，工程等級屬于Ⅲ級硬土。

（4）散體狀強風化變粒巖：分布廣，頂埋深0～14.7m（層頂標高233.26～307.34m），揭露厚度為1～12.5m。工程性能較好，工程等級屬于Ⅳ級軟石。

（5）碎塊狀強風化變粒巖：受鉆孔深度限制，所以有部分鉆孔揭露，未揭穿。頂板埋深0～23.7m，揭露厚度為0.8～17.9m。工程性能較好，工程等級屬于Ⅳ級軟石。

（6）中風化變粒巖：受鉆孔深度限制，所以有部分鉆孔揭露。層頂埋深3.2～39.7m，層頂標高229.66～282.34m，未揭穿，在鉆探深度范圍內揭露厚度0.9～10.2m。工程性能好，工程等級屬于Ⅴ級次堅石。

2 地下水概況

2.1 地下水特征

（1）孔隙潛水

孔隙潛水大部分在卵石、粉質粘土、變粒巖殘積粘性土的孔隙里面，補給來源是大氣降水和地表水入滲以及上游地下水的入滲補充，水位和水量一般情況下受到季節性的影響，夏季高，冬季低。

（2）基巖裂隙潛水

基巖裂隙潛水主要賦存且運移于風化基巖層中，補給來源是大氣降水和上層滯水的入滲以及地下水的入滲補充。基巖中裂隙發展程度，其連通性的情況，會直接影響到地下水的補給以及入滲和水量的大小。

2.2 地下水位

因為勘察場地沿線不存在地表水，所以不考慮地表水的影響。

3 工程地質評價

3.1 路基方案的分析與建議

根據擬建道路現地面標高與路面設計標高、場地整平標高對比分析，并結合線路巖土分布情況分析，現對路基土評述如下：

一般路基段：里程段K0+000～K0+080m、K0+600～K1+420m、K1+690～K2+500m 為一般路基段。該路段挖填方高度在1～2m，挖填至路基設計標高，部分地段路基土存在素填土、耕土，組合厚度約2～4m，下臥層為卵石及以下巖土層，所以經常有地質性能較好的變粒巖出露。素填土、耕土工程性能差，不宜作為路基持力層，下臥層卵石及以下巖土層工程性能均較好，即用換填后符合設計要求的回填土來作為道路地基的持力層。也可以考慮采用水泥攪拌站進行加固，以加固后經檢測符合設計要求的復合地基土作為路基持力層。對于有些地段出露的變粒巖殘積粘性土或變粒巖風化巖，因為其承載力較高，所以可直接以變粒巖殘積粘性土或變粒巖風化巖作為路基持力層。

路塹路段：里程段K0+080～K0+600m、K1+420～K1+690m道路左側存在高邊坡。

里程段K0+080～K0+600m段以挖方為主，挖到了路基設計標高，出現變粒巖各風化帶。因變粒巖各風化帶具有很好的地質工程性能，且地基承載力較大，所以可以直接成為路基持力層。道路前進方向左側主要為挖方段，路基范圍內直立開挖高度最大約8m，考慮到放坡開挖及修整坡面，最大開挖高度將達40m。邊坡中上部主要是全風化變粒巖、散體狀強風化變粒巖，下部主要是碎塊狀強風化變粒巖，該邊坡的巖體級別是Ⅳ類，破壞后果嚴重～很嚴重，邊坡工程安全等級為Ⅱ級。周邊具備放坡空間，可采用上部放坡下部擋土墻支護進行坡面施工，放坡坡率1.0(局部1:1.25)，坡面主要采取格柵網植草防護。

里程段K1+420～K1+690m左側存在高邊坡。該段道路路基范圍內基本上不填不挖，表層地基土為素填土，厚度1～5.5m。對于2m深范圍內的道路地基采用粘性土及砂礫來替換素填土或耕植土并且壓實回填至路基設計標高。也可以考慮采用水泥攪拌站進行加固，以加固后經檢測符合設計要求的復合地基土作為路基持力層。

3.2 路基沉降分析

擬建道路填方段若采用檢測合格的人工地基作為路基持力層，由于人工地基經處理后，密實度及均勻性較好，可視為同一種土體，該位置處地基土不會產生不均勻沉降或不均勻沉降在規定允許范圍內。根據地區工程經驗，擬建道路挖方段，以粉質粘土（坡積）或其下臥層作為路基持力層，粉質粘土（坡積）及其下臥層工程性能均較好，強度均較高，所以不均勻沉降和沉降量均在設計范圍內[1，2]。

4 邊坡穩定性分析與評價

4.1 邊坡現狀分析

里程段K0+080～0+600m道路施工左側將形成路塹邊坡，該邊坡為土質邊坡，邊坡長度為520m，開挖后形成坡高約2～8m，坡度約40～45°，邊坡走向自北向南，所以邊坡安全級別是屬于二級。里程段K1+420～K1+690m段道路左側為原有邊坡，非因本次道路開挖而形成的新的路塹邊坡，道路施工過程僅對其進行坡面防護。該段邊坡坡面植被茂密，為土質邊坡，邊坡長度為250m，最大坡高約60m，坡度約30～45°，邊坡走向自北向南，所以邊坡安全級別是屬于一級，即邊坡處于相對穩定狀態。

4.2 影響邊坡穩定性的主要因素

對工程邊坡穩定性有影響的主要因素有：

（1）結構面特征。本工程邊坡為土質邊坡，巖體結構面的類型、產狀及其與坡向的關系對邊坡穩定性影響較大。據現場的地質調查，沿邊坡走向基本無基巖露頭，因此在勘探范圍未測得巖層產狀及該區域發育的裂隙面產狀[3]。

（2）巖層風化程度。由于本邊坡下伏巖體主要由碎裂狀強風化巖～中風化巖組成，屬較硬巖或軟質巖，巖體類型為Ⅳ類，埋藏深，場地未存在暴露巖面，本邊坡穩定性可不考慮巖石風化影響。

（3）邊坡高度與坡角。本工程K0+080～0+600m段路塹邊坡坡高較小，里程段K1+420～K1+690m原有邊坡坡高較大，坡體巖土主要為風化土，目前相對穩定，但考慮到風化土受雨水易產生崩解、軟化，導致邊坡失穩現象，屬不穩定性邊坡，須進行放坡防護或支擋處理。

（4）坡頂荷載與傾角。據了解，場地上部不存在建筑物，在邊坡支擋設計中可不考慮該上部附加應力對邊坡的穩定影響。坡頂傾角主要對覆蓋層而言，若坡頂覆蓋層傾角過大，容易產生滑塌或崩塌破壞。

（5） 巖土體物理力學性質。巖土的重度和抗剪強度是主體部分。若土質邊坡上部有一定厚度的覆蓋層，且下伏基巖面坡度較大，與下伏基巖的接觸面將可能形成相對軟弱滑動面，在一定程度上也影響邊坡的穩定性。

（6）地下水、大氣降水。場地表部無植被，場地面積較大，逕流較快，但局部存在降雨時的瞬時面流或溝流。邊坡巖土層主要屬弱透水性（局部屬中等），賦水性較差，水文地質條件較簡單。另地下水或雨水對坡面的滲流、沖刷會增強邊坡的水土流失及加速巖土體的風化，因此在對邊坡整治時應對坡面作必要的防護和截、排水措施。

（7） 地震烈度。地震的破壞主要是可能使邊坡的潛在滑動面產生滑移，給邊坡的穩定性帶來影響[4]。龍巖市地處地震烈度6度區，對歷史資料分析和整理，從未發現破壞性地震的存在，但本地區容易受到外來地區強震的干擾，所以應該提高坡面的抗震系數來保護邊坡。

4.3 邊坡穩定性分析

邊坡土體下伏土層以碎塊狀風化巖為主，局部為散體狀強風化土層，屬特殊性土，受水浸泡易崩解，且屬不穩定邊坡。對于土質邊坡：當坡高＜5m時，容許坡率為1:5.0～1:1.75；當坡高5～10m時，容許坡率1:2.25～1:1.50。當切坡坡率大于容許坡率時，邊坡需予擋護處理，以保證其穩定性。

4.4 邊坡類型與破壞形式

本工程邊坡屬土質邊坡，因其上覆有較厚風化土層，屬特殊性土，當其坡高較大，坡度較陡時，在雨水、風化、重力、爆破或地震等因素作用下可能會失穩而產生滑、塌的破壞模式，不僅存在受拉破壞、而且還有有受剪破壞。潛在滑動面或破壞面為外傾結構面或巖、土接觸面，滑動面或破壞面形成主要為圓弧形破壞，部分可能為折線破壞。

5 結論

（1）勘查區的地基土大部分是由素填土、耕土、粉質粘土、卵石、變粒巖殘積粘性土、變粒巖各風化帶等組成。

（2）對本路段邊坡穩定性有影響的主要因素有：結構面特征、邊坡高度與坡角、坡頂荷載與傾角、巖土體物理力學性質、地下水、大氣降水、地震烈度。

（3）本工程邊坡屬土質邊坡，當切坡坡率大于容許坡率時，邊坡需擋護處理，以保證其穩定性。