曹欣宇,祝 塘,胡 蝶
(貴州交通巖土工程有限責任公司,貴州貴陽 550081)
貴陽東北繞城高速公路某巖質(zhì)高邊坡巖土勘察評價
曹欣宇,祝 塘,胡 蝶
(貴州交通巖土工程有限責任公司,貴州貴陽 550081)
針對巖溶地區(qū)高速公路巖土勘察工作,結(jié)合貴陽東北繞城高速公路實例,提出地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、鉆孔電視、室內(nèi)試驗等勘察方法,通過對勘察與評價結(jié)果的分析,得出本工程巖土勘察方法科學、合理,可準確反映真實巖土情況的結(jié)論,具有一定借鑒與參考價值。
巖溶地區(qū);高速公路;巖土勘察;勘察方法
貴陽東北繞城高速公路尖坡至小碧段改建工程某挖方邊坡段,長180 m,該路基段處于馬鞍形地形一斜坡中上部,為挖方路基。軸線最大挖高50.4 m,左側(cè)最大挖高59.2 m,為6級邊坡;右側(cè)最大挖高83.8 m,為7級邊坡。設計標準:雙向六車道高速公路,單幅路基寬15.75 m,設計速度100 km/h。
2.1場地穩(wěn)定性
路段第四系覆蓋層厚薄不均,基巖為灰?guī)r層間偶夾鈣質(zhì)泥巖條帶,水文地質(zhì)條件簡單,場地無斷層通過,場地穩(wěn)定。
2.2路基挖方段評價
(1)自然坡體情況
該路段所處坡體長180 m,路段挖方處縱向坡度20°,再向上漸緩,坡面上灌木植被較發(fā)育。坡體現(xiàn)狀穩(wěn)定。
(2)各巖土情況
①覆蓋層:為粉質(zhì)黏土,厚度0~8.0m,呈硬至可塑狀,穩(wěn)定性差。
②強風化層:厚1.0~3.5m,土黃色,結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度差,呈裂塊狀結(jié)構(gòu)、局部呈碎裂結(jié)構(gòu),巖體極破碎,穩(wěn)定性差。
③中風化層:結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度較好,巖體較完整,巖體自穩(wěn)能力較好。
(3)邊坡穩(wěn)定性評價——赤平投影圖分析
①左側(cè)邊坡。邊坡最大挖高約59.2 m。開挖坡向為280°,巖層產(chǎn)狀(150°∠5°)與邊坡坡向(280°∠63°呈130°相交,為切向坡。據(jù)赤平投影分析,L2為最不利結(jié)構(gòu)面,其傾向與坡向相同,但傾角大于坡面角,滑動可能性小,巖體易發(fā)生小規(guī)模楔型塊體滑塌或局部傾覆垮塌。
②右側(cè)邊坡。邊坡開挖最高約83.8 m,開挖邊坡方位100°,巖層產(chǎn)狀(150°∠5°)與邊坡坡向呈50°相交,為切向邊坡。根據(jù)赤平投影分析,L2為最不利結(jié)構(gòu)面,L2走向與坡面走向平行,且傾角較陡,滑動可能性小,巖體易發(fā)生小規(guī)模楔型塊體滑塌或小規(guī)模局部傾覆垮塌。
③隧道仰坡。隧道仰坡開挖最高約67.6 m,開挖邊坡方位190°,巖層產(chǎn)狀(150°∠5°)與邊坡坡向呈40°相交,為小交角切向邊坡。根據(jù)赤平投影分析,L1、L3為最不利結(jié)構(gòu)面,其交線傾向與開挖坡面相同,但傾角大于坡面角,滑動可能性小。邊坡開挖后,由結(jié)構(gòu)面切割產(chǎn)生的楔形體,可能產(chǎn)生小規(guī)模滑塌。
④總體分析。各邊、仰坡通過赤平投影分析均為整體穩(wěn)定,局部可能產(chǎn)生小規(guī)模滑塌,按破裂角進行分析,巖體φ=40°,則θ=45°+φ/2=65°,建議坡率最大1∶0.5(開挖坡角小于63°)。通過地質(zhì)調(diào)查,場區(qū)構(gòu)造節(jié)理在地表為張開狀,向下逐漸閉合為隱節(jié)理,張開狀一般向下延伸小于20m,故節(jié)理裂隙對邊坡影響范圍有限,坡體整體穩(wěn)定。但施工過程中嚴禁大藥量爆破,避免使構(gòu)造節(jié)理張開貫通造成坡體失穩(wěn)。
2.3不良地質(zhì)評價
開挖后坡面若遇溶洞,應采用漿砌片石進行回填處理。
2.4推薦巖土體物理力學指標
綜合地質(zhì)調(diào)繪、試驗資料及工程類比。經(jīng)綜合分析,挖方邊坡段推薦物理力學指標如下:
粉質(zhì)黏土(可塑狀):[fa0]=160 kPa,c= 35 kPa,φ=15°,γ=18 N/m3;
強風化灰?guī)r(層間夾鈣質(zhì)泥巖條帶):[fa0]= 500 kPa,結(jié)構(gòu)面c=30 kPa,φ=25o,γ=24 kN/m3;
中風化灰?guī)r(層間夾鈣質(zhì)泥巖條帶):[fa0]= 2 400 kPa,frk=30 MPa;
巖體c=100 kPa,φ=40°,γ=26.5 kN/m3。
2.5建議處理措施
(1)左、右邊坡:①左、右邊坡中風化巖層均按1∶0.5放坡;強風化按1∶0.75~1∶1放坡。②對坡體部分采用錨桿、錨索等進行預防護,巖層薄層段及破碎段(BZK2鉆孔21.7~27m、BZK3鉆孔10~12 m),應進行防碎落處置,并加強坡面截排水及坡體泄水措施。③開挖后坡面若遇溶洞,應采用漿砌片石進行回填處理。④右邊坡坡口處需設置攔截網(wǎng)等措施,對坡體上部零星落石進行攔截。⑤施工中嚴禁大藥量爆破,必須采用預裂爆破或光面爆破。同時,施工階段須隨時對開挖出露的坡體進行觀測監(jiān)控。
(2)隧道仰坡:①邊坡中風化巖層均按1∶0.5放坡;強風化按1∶0.75~1∶1放坡。②對坡體采用錨索、錨桿等進行防護,巖層薄層段及破碎段,應進行防碎落處置并加強坡面截排水及坡體泄水措施。③開挖后坡面若遇溶洞,應采用漿砌片石進行回填處理。④坡口處需設置攔截網(wǎng)等措施,對坡體上部零星落石進行攔截。⑤施工中嚴禁大藥量爆破,必須采用預裂爆破或光面爆破。同時,施工階段須隨時對開挖出露的坡體進行觀測監(jiān)控。
(1)路段開挖后,左、右邊坡及隧道仰坡均為切向巖質(zhì)邊坡,開挖后坡體整體自然穩(wěn)定,在施工擾動、暴雨等狀況下易發(fā)生楔型塌落,故邊坡須進行工程處理。
(2)場地地表水、地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土中的鋼筋具有微腐蝕性。
(3)邊坡開挖后,易發(fā)生局部的楔形滑塌,須按建議處理措施進行防護。邊坡的穩(wěn)定性與開挖方式、支擋防護的及時性、地下水情況及雨季下雨等密切相關(guān)。
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表1 滑坡推力計算表
4.1處治方案選擇
處治方案的選擇主要在卸載方案和支擋方案兩者間選擇。如采用卸載方案,則會加大土方開挖量,而且會對頂部的高壓鐵塔產(chǎn)生較大的影響,并且破壞環(huán)境,因此卸載方案不宜采用。為了保證高壓鐵塔的安全,不破壞環(huán)境的條件下,本滑坡擬采用支擋方案,如采用抗滑樁處治,勢必會增加工程造價,方案不經(jīng)濟。因此經(jīng)綜合考慮,對本滑坡采用漿砌片石抗滑擋墻處治措施,并設置地表截排水設施,消除降水對滑坡穩(wěn)定性帶來的影響。
4.2處治方案設計
(1)抗滑工程設計
為保證本滑坡的穩(wěn)定,在滑坡前緣設漿砌片石抗滑擋墻,擋墻頂寬250 cm,底寬680 cm,墻高800 cm,基礎(chǔ)埋深不小于200 cm。墻背連續(xù)排水層采用滲水材料(砂礫或碎石),泄水孔采用直徑為10 cm的PVC管,孔眼交叉布置,間距上下左右均為2.5 m,且最低一排泄水孔必須高出地面0.5 m,泄水孔后背采用碎石作反慮層。體積為20 cm× 20 cm×15 cm,下設防滲土工布,最下面一排泄水孔處的防滲土工布為連續(xù)鋪設。
為防止雨水下滲影響滑坡穩(wěn)定,沿滑坡周界設置必要的截排水設施,滑坡坡面裂縫采用質(zhì)量比為8%的灰土及時封閉。
某公路大橋7號墩處邊坡段存在較松散黃土、強~全風化砂泥巖等,這些地層存在的軟弱結(jié)構(gòu)面及發(fā)育的節(jié)理,是易產(chǎn)生滑坡的內(nèi)因。邊坡的開挖,打破了山體原有的平衡,臨空面的產(chǎn)生和地表水入滲造成巖體軟化,強度降低時產(chǎn)生滑坡的外因。
參考文獻:
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U416.01
C
1008-3383(2016)09-0015-02
2016-01-12
曹欣宇(1985-),男,貴州湄潭人,工程師,主要從事勘察設計工作。