深路塹工程穩定性分析

摘" 要：該文依托于廣西南寧市深路塹工程K4+125～K4+331，對深路塹工程周邊的地形地貌、地層巖性、地質構造及地震、水文地質條件和水腐蝕性評價進行考察。針對工程位置的巖土物理力學指標進行統計分析，從而對場地穩定性、巖土體及結構面工程地質特征、人工邊坡穩定性和抗滑樁持力層做出評價。

關鍵詞：路基；邊坡；穩定性；深路塹；物理力學指標

中圖分類號：U416.1+3" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）31-0114-04

Abstract： Based on the K4+125～K4+331 of the deep graben project in Nanning， Guangxi， this paper investigates the topography and geomorphology， stratum lithology， geological structure， earthquake， hydrogeological conditions and water corrosion evaluation around the deep graben project， and makes a statistical analysis of the geotechnical physical and mechanical indexes of the engineering location， so as to evaluate the site stability， engineering geological characteristics of rock and soil mass and structural surface， artificial slope stability and anti-slide pile bearing layer.

Keywords： roadbed; slope; stability; deep graben; physical and mechanical index

近年來我國綜合國力不斷增強，公路方面的發展也蒸蒸日上，正所謂道路是國家走向富強的象征，所以我國對公路事業的發展非常在意[1]。西部等地區的公路修建，常常會遇到深路塹的情況，因此對于此類工程更為復雜的施工設計，需要保證公路的使用年限，同時盡可能地減少人力物力的浪費[2]。對于深路塹工程的施工，需要我們更加努力地去探尋更加便于施工的方法，其中包括對工程地形地質、土體參數、邊坡穩定等的分析，保證工程施工的順利進行[3]。本文以廣西自治區南寧市橫縣六屋村所設計的深路塹工程K4+125～K4+331段為例，對本路段的深路塹工程進行分析，研究其場地穩定性、巖土體及結構面工程地質特征、人工邊坡穩定性和抗滑樁持力層的穩定性評價[4]。

1" 工程概況

擬建工點位于廣西自治區南寧市橫縣六屋村。設計深路塹工程起訖里程樁號為K4+125～K4+331，設計長度206 m，設計路基寬度26.5 m，設計速度120 km/h，設計荷載等級為公路-Ⅰ級，瀝青混凝土路面，設計路面高程96.349～96.604 m，挖方高度最大33.5 m。

2" 工程地質條件

2.1" 地形地貌

工點區屬于剝蝕丘陵邊緣地貌，挖方段通過處為一山包，地形總體呈現中間高，兩側低，地面標高90～130 m，地面橫坡5～10°，地勢稍有起伏，坡面局部較陡，植被發育，主要為松樹及灌木叢。

2.2" 地質構造及地震

本區位于華南加里東地槽褶皺帶西部地區，屬廣西山字形構造前弧西翼的一部分，地質構造較復雜，區內主要形成了昆侖關復式背斜。擬建場地內未發現斷層現象。

根據現場地質調查，測得擬建場地的巖層產狀為174°∠29°，巖層多呈厚層-巨厚層狀，層間裂隙裂面平直、粗糙，閉合，局部微張，基本無充填；巖體中主要發育2組節理：①J1為產狀334°∠28°，間距0.5～1.0 m，延伸2.0～3.0 m，平直、粗糙，閉合；②J2為產狀65°∠71°，間距0.2～0.5 m，延伸大于2.0 m，平直、光滑，閉合。

根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》[5]，場區地震動峰值加速度為0.05 g，地震動加速度反應譜特征周期0.35 s，相應地震基本烈度Ⅵ度。

2.3" 水腐蝕性評價

依據JTG C20—2011《公路工程地質勘察規范》[6]附錄K，判定測區環境類型屬Ⅱ類，地下水位在風化基巖內，故地層滲透性屬A類。本次勘察利用附近XZK06鉆孔（K4+360左12 m）所取地下水樣數據分析，表1為地下水對混凝土結構的腐蝕性評價成果，表2為地下水對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價成果。

綜上各項結果，按最不利情況考慮，該場地內地下水在有干濕交替作用時和無干濕交替作用時對混凝土結構均為微腐蝕性；在長期浸水和干濕交替的條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋均為微腐蝕性[7]。

3" 巖土物理力學指標統計與巖土體設計參數分析

3.1" 巖土物理力學指標統計分析

本工點共采取強風化頁巖9節，中風化頁巖6節，并利用鄰近工點鉆孔XZK06（里程K4+360左12 m）巖土試驗成果，對本工點泥盆系下統那高嶺組泥質砂巖及頁巖的巖土物理力學參數進行統計，統計結果見表3、表4。

3.2" 巖土體設計參數建議

本次勘察據巖土室內試驗資料、相關規范及地區經驗綜合取值，測區巖土設計參數建議值見表5。

4" 工程地質評價

4.1" 場地穩定性評價

工點區屬剝蝕丘陵地貌，地表基本無第四系覆蓋層，基巖強風化層總體厚度不大；擬建場地屬昆侖關復式背斜南翼邊緣，地質構造相對簡單，附近無斷層通過，地震活動微弱，場地內無滑坡、泥石流等不良地質現象，場地整體穩定性較好。

4.2" 巖土體及結構面工程地質特征

4.2.1" 巖土體

工點范圍內的主要地層為泥盆系下統那高嶺組頁巖，泥鈣質膠結，中厚層-巨厚層狀構造為主，局部夾砂巖及泥巖薄層。全風化及強風化層力學性質較差，巖體裂隙發育-較發育，巖體多被切割成塊狀，局部風化成土狀，總層厚約12～14 m，厚度總體較穩定，全風化層為Ⅲ級硬土，強風化層為Ⅳ級軟石；中風化層力學性質較好，巖體較完整，厚度較大，本次勘察未揭穿，土石工程分級均為Ⅳ級軟石。

4.2.2" 結構面

據現場調查及鉆孔揭示，本工點結構面主要為基巖層面及節理裂隙面，結構面多呈閉合狀，局部微張，光滑-粗糙，略有起伏，基本無充填，故本工點的結構面為硬性結構面。巖體結構面抗剪強度建議值見表6。

4.3" 人工邊坡穩定性評價

本工程按1∶1坡率放坡開挖后，在道路右側將形成高邊坡，邊坡最大高度33.5 m，邊坡長206 m，邊坡坡向約215°，除兩側邊坡開挖深度稍小以外，其余大部分段落開挖深度較大，均超過20.0 m，開挖深度超過30.0 m段落長度近50 m。

坡體巖層產狀174°∠29°，巖層與坡面傾向夾角41°，為層狀斜向結構；主要發育有2組節理，產狀分別為334°∠28°及65°∠71°，各組結構面均為硬性結構面，節理間距0.2～1.0 m，巖體較破碎，依據JTG D30—2015《公路路基設計規范》及GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術規范》，綜合考慮該邊坡巖體類型為Ⅳ類，邊坡安全等級為一級。

按照設計放坡坡率1∶1開挖進行赤平投影分析，如圖1所示，節理J1與J2均與邊坡傾向相反，對邊坡的穩定性沒有影響；巖層傾向與邊坡傾向相同，且巖層傾角小于坡角，故邊坡穩定性主要受巖層層面控制，易造成層面與節理組成的楔形體滑動或崩坍。邊坡上部有厚度穩定的全風化及強風化巖層，裂隙發育，巖體較破碎，邊坡開挖時易產生局部滑塌或掉塊。

4.4nbsp; 抗滑樁持力層評價

擬建場地內上部為全風化及強風化頁巖，總厚度10～14 m，全風化頁巖呈土狀，強風化頁巖呈碎塊狀為主，風化層節理裂隙發育，巖體力學性質差，且該風化層底線位于邊坡中上部，不宜作為抗滑樁樁基礎持力層；中風化頁巖層厚大，分布均勻，且節理不發育，巖體較完整，力學性質較好，可以作為抗滑樁樁基礎的良好的持力層。抗滑樁設計時，應進行抗滑穩定性驗算，將樁端置于中風化頁巖層一定深度內[8]。

5" 結論及建議

1）工點區屬剝蝕丘陵地貌，地形略有起伏，基巖裸露，全風化、強風化層巖體破碎，厚度12～14 m，中風化巖體較完整，厚度較大，場地整體穩定性較好，無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象，適宜擬建公路建設。

2）根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》[5]，地震動峰值加速度及地震動加速度反應譜特征周期分別為0.05 g、0.35 s，地震基本烈度為Ⅵ度。

3）道路最大挖方高度為32.3 m，挖方邊坡右側為層狀斜向結構，工程開挖后易形成沿層面與節理組成的楔形體滑動或崩坍，建議邊坡坡率采用1∶1，坡面采用錨桿框架梁防護的措施；建議全段坡腳設抗滑樁護坡措施，抗滑樁設計前，應進行抗滑穩定性驗算[9]。挖方邊坡左側為層狀反向結構，建議強風化層邊坡坡率采用1∶1，中風化層邊坡坡率采用1∶0.75～1∶1，坡面采用骨架護坡防護措施；建議全段坡腳設擋墻護坡措施。

4）坡頂上部風化基巖巖體較破碎，節理裂隙發育，邊坡開挖后，可能產生局部滑塌或掉塊，建議采取噴錨措施進行封閉。

5）加強防排水措施，建議在坡頂建截水溝，坡面設泄水孔、坡腳設排水溝。場地內地下水主要為基巖裂隙水，受季節性降雨影響大，設計及施工時應注意雨季時地下水位可能對邊坡造成的不利影響。

參考文獻：

[1] 李鳳嶺.深路塹高邊坡處治方案設計[J].山西交通科技，2022（2）：28-31.

[2] 李原寶，徐劍.高速公路深路塹高邊坡防護工程設計比選分析[J].四川水泥，2023（3）：268-270.

[3] 石永在.公路路基沉降及施工控制技術探析[J].四川建材，2022，48（12）：148-150.

[4] 王珊珊.公路路基性能評價及檢測技術研究[J].交通世界，2022（36）：47-49.

[5] 中國地震動參數區劃圖：GB 18306—2015[S].2015.

[6] 公路工程地質勘察規范：JTG C20—2011[S].2011.

[7] 馮瑋，李麗晶.基于路基綜合排水治理的施工檢測方法研究[J].西部交通科技，2020（9）：20-22.

[8] 許輝.深路塹邊坡開挖變形監控研究[J].中國高新科技，2021（14）：115-116.

[9] 韋雪娟.高速公路路基施工質量控制及沉降觀測分析[J].西部交通科技，2022（6）：97-99.