公路堆積體路塹邊坡處治討論

謝振安

摘 要：山區高速路塹挖方常常會遇到堆積體地貌，應結合堆積體不同成因及堆積體現狀做針對性處治措施。本文以大潮高速某堆積體路塹邊坡為例，結合現場踏勘、補充地質鉆探及深孔位移監測，經過穩定性驗算，提出處治方案，保證邊坡穩定安全通行，為類似工程提供一定參考依據。

關鍵詞：堆積體;路塹邊坡;穩定性分析;錨索

山區高速建設中，路塹邊坡開挖難免遇到不同類型的堆積體地貌，堆積體第四系堆積作用形成的地質體[1]，形成可能是崩坡積、沖洪積、坡殘積及滑坡堆積等成因。堆積體的成因及堆積時期對坡體的力學性質具有直接的影響。堆積體與下伏基巖、原狀土的界面或不同成因不同時期堆積體間的交界面往往形成相對軟弱面，坡體開挖后應力調整大，易形成應力松弛區，打破原有極限平衡，導致坡體沿堆積體相對弱面形成折線形潛在滑面，如未對滑坡前緣進行及時有效的支擋，容易發生牽引式滑坡，嚴重時甚至導致老滑坡復活。

實際邊坡設計過程中，在施工圖設計階段因為植被覆蓋及前期勘察手段的限制，很難及時發現堆積體存在，采用圓弧滑動法對邊坡進行穩定性分析，處治措施往往不適用于處治實際堆積體坡體情況。尤其是滑坡堆積體，由于老滑面的存在，往往造成路塹邊坡開挖導致坡體的變形范圍遠大于圓弧搜索法的潛在滑面范圍和坡體卸荷松弛的范圍。邊坡開挖后，建設各方往往不能及時辨別堆積體的成因及力學性質，造成工程處治時機的拖延或無針對性的強加固措施，最終造成經濟損失或工程浪費。本文以大潮高速ZK21+265～ZK21+550路塹右側邊坡為例，討論公路堆積邊坡的處治方法。

1 工程概況

1.1 水文地質情況

大潮高速ZK21+265～ZK21+550路塹右側邊坡，長285 m，

最大坡高為38 m。線路走向110°，邊坡傾向200°。路段地處丘陵，地形起伏較大，坡體地面標高約54.0 m～11.0 m。山體植被發育，生長松樹及各種灌木、蕨類植物。邊坡后緣較高陡，K21+500處有一溝谷把邊坡分為兩段，K21+500往大里程段邊坡自然地形較陡，綜合自然坡度30°。K21+500往小里程段自然地形綜合角度較緩，自然坡度整體呈上陡下緩，見較明顯都緩交界，前緣緩坡自然坡度腳約16°，后緣陡坡自然坡度角約24°。原地質勘察鉆孔揭露該段邊坡巖性主要為粉質黏土，全～強風化花崗巖。該段全～強風化花崗巖風化程度較高，植被發育，詳勘未見貫通結構面。詳勘階段鉆孔未見地下水位。

1.2 原設計情況

原設計根據詳勘資料對該邊坡進行設計：分四級放坡，每級最大坡高10 m，一級邊坡坡率1：0.75，二、三級邊坡坡率1：1.00，四級邊坡坡率1：1.25，平臺寬度均為2 m。采用圓弧滑動法對設計坡型進行驗算后，一級邊坡采用錨桿格梁防護，二級邊坡采用錨索框梁防護。

1.3 揭露地質情況變化

邊坡開挖至一級坡面后，經過設計人員現場踏勘調查，邊坡揭露碎石土堆積體，后設計補充K21+343、K21+385、K21+435、K21+466四處橫斷面，補勘結果及現場踏勘揭露，碎石堆積體曾紅褐色，呈分層堆積，土夾石狀，其中碎石呈棱角狀，塊徑3 cm～8 cm不等，級配不均，物源成分為花崗巖，由粉質黏土充填，有一定壓實度，呈稍密狀。碎石土最大厚度約17 m，分布呈上厚下薄的趨勢。現場揭露情況，K21+340處碎石土堆積體層最厚，兩側厚度漸漸變薄。碎石土層上部為坡積粉質黏土，厚度1 m～2 m不等，下部為全～強風化花崗巖。現場（K21+400處）量得原狀全～強風化面與上部堆積體接觸面產狀220°∠18°，接觸面貫通，接觸面見清晰擦痕，且現場見沿該面局部有松弛。該接觸面與邊坡傾向小角度斜交，傾角較緩，對邊坡穩定性不利。補勘階段鉆孔未見地下水位。現開挖坡面剛開挖坡面稍濕，未見明顯地下水滲出。地質調查線外山體前緣緩坡處局部見有地下水滲出。

1.4 監測情況

該邊坡利用補勘鉆孔，在坡體后緣及前緣布設6個深層位移測斜孔及地表位移監測樁，共計4個監測斷面。經過一段時間的監測，各深測孔未見明顯變形跡象，地下水位穩定。地表位移也未見明顯變形。

2 堆積體情況分析

結合現場踏勘、補充地質勘察及監測情況，見邊坡總體地貌呈現上陡下緩地形，且開挖揭露明顯上覆碎石土狀堆積體，碎石呈棱角狀，級配不均，堆積體與下伏基巖界面，界面分界清晰，且見明顯擦痕，推斷該堆積體分兩期堆積，第一期為沖洪積成因，第二期為滑坡堆積成因。但坡體植被未見明顯馬刀樹;堆積體較密實度較高;周邊尋訪近期未有滑坡發生;坡體及軟弱交界面未見明顯地下水發育;開挖后從深層測斜及地表位移均未見明顯位移，因此推斷兩期堆積時間均較早，目前坡體經過長期沉積，已處于較穩定狀態，及時對開挖前緣進行加固，可有效控制邊坡穩定。受堆積及沉積環境影響，堆積體揭露界面呈波浪形（見圖1）。

3 處置方案

3.1 處置思路

邊坡開挖后揭露堆積體且見清晰軟弱接觸面，原設計圓弧滑動法不適用該邊坡。該堆積體邊坡處置重點是對開挖前緣進行加固防止軟弱面向后緣牽引引起滑坡復活;加固軟弱結構面控制總體穩定。考慮軟弱結構面揭露高度不一，根據松散對集體揭露的情況，將該邊坡劃分為：不良地質一區、不良地質二區、不良地質三區及原狀地層區。（見圖1）。

3.2 穩定性分析

考慮堆積體形成時期較久遠，堆積體本身密實度較好，且地下水不太發育，邊坡目前處于臨時穩定狀態。以邊坡高度較高且揭露堆積體較深的不良地質二區K21+390斷面為代表斷面，采用折線法進行計算。考慮現有開挖邊坡坡腳為滑面剪出口，塹頂陡緩交界處為滑面后緣，堆積體接觸面視傾角17°為主畫面角度，現狀安全系數1.05進行反算，得到該邊坡參數C=14 kPa，φ=16°。根據反算參數，考慮存在潛在深層滑面，按安全系數1.20進行反算得剩余下滑力846 kN/m。

3.3 加固措施

（1）原狀地形區：維持原設計加固措施。

（2）不良地質一區：一級采用3排錨索框梁加固，錨索長19/20/21 m;二級采用4排錨桿格梁加固，錨桿長11.5 m。

（3）不良地質二區：一級采用4排錨桿格梁加固，錨桿長8.5 m;二級采用3排錨索格梁加固，錨索長26 m;三級采用3排錨索框梁加固，錨索長32 m。

（4）不良地質三區：一級采用4排錨桿格梁加固，錨桿長8.5 m;二級采用4排錨桿格梁加固，錨桿長11.5 m;三級采用3排錨索框梁加固，錨索長24 m;四級采用3排錨桿格梁加固，錨桿長11.5 m。

（5）平臺設置平臺截水溝;三級寬平臺采用混凝土封閉;每級邊坡設置急流槽兼檢查踏步;坡腳擋墻設置泄水孔;一級坡腳設置斜孔排水，孔深20 m。邊坡坡腳通長增設混凝土擋墻，墻高3 m，埋深2 m。

4 結論

堆積體邊坡應首先分析堆積體成因及形成時期。采用現場調查、地質補充鉆探及監測等手段確認堆積體形態及變形情況。堆積體邊坡往往存在貫通軟弱面，宜采用折線法進行穩定性驗算。結合堆積體揭露情況，有針對性采取處治措施，及時處治，及時加固，保證邊坡穩定安全，減少經濟損失。

參考文獻：

[1]陳紅旗，黃潤秋，林峰.大型堆積體邊坡的空間工程效應研究[J].巖土工程學報，2005（3）：323-328.

[2]JTG D30-2015，公路路基設計規范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.