黃厚罡

（四川省交通勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

高速公路作為道路交通系統(tǒng)中重要構(gòu)成部分，常在交通運(yùn)輸中起到至關(guān)重要的作用。路基作為高速公路工程建設(shè)的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性直接影響著高速公路的建造運(yùn)行等，尤其是填方高速公路路基，如若路基變形較嚴(yán)重或垮塌等，常影響高速公路建筑的時(shí)間成本，而對(duì)于運(yùn)行期則易引起交通事故，進(jìn)而造成人員傷亡等。因此，在高速公路建筑中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)路基病害的預(yù)防與分析處理。如，許治勇對(duì)公路建造過程的常見病害及處理方法等進(jìn)行了分析[1]；馮偉等對(duì)太鳳高速某段滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)[2]；夏曉勇等對(duì)某改擴(kuò)建高速公路拼寬路基滑坡的成因與處治方案進(jìn)行了分析[3]；黑春喜對(duì)公路路基土質(zhì)邊坡變形破壞的原因、破壞方式、處理措施及防治措施等進(jìn)行了總體的分析[4]。為此，本文以成都某高速K215+615-K215+715 段填方路基滑坡為研究對(duì)象，分析該滑坡成因機(jī)理及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，為后期滑坡的處治提供依據(jù)。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

成都某高速K215+615-K215+715 段路基滑坡位于簡(jiǎn)陽(yáng)市鎮(zhèn)金鎮(zhèn)境內(nèi)，其地貌單元屬四川盆地東南部構(gòu)造剝蝕之丘陵地貌，該滑坡段地形總體呈北高南低，原始地面較平坦，縱坡一般小于 5%，路基區(qū)原地面高程422.51～427.99m，相對(duì)高差約5.5m，現(xiàn)路基路面填筑高程約435.86m～438.49m，形成最大高差約14m 的填方路基。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性

路基滑坡所在區(qū)域構(gòu)造為新華夏系構(gòu)造帶四川沉降帶中部的川中褶帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為龍泉山斷裂帶，除龍泉山兩側(cè)發(fā)育較大規(guī)模的斷裂外，其余地段斷裂不甚發(fā)育，區(qū)內(nèi)褶皺寬闊平緩，且多表現(xiàn)為彼此排列有序的鼻狀背斜和箕狀向斜，地表所見構(gòu)造均為燕山期至喜山期以前的產(chǎn)物，晚近時(shí)期表現(xiàn)為大面積間歇上升。另?yè)?jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5001）可知本區(qū)地震烈度為Ⅵ度。

據(jù)資料顯示，該段路基分布地層主要為第四系全新統(tǒng)素填土（Q4ml）、殘坡積層（Q4el+dl），侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（3p）。其中，素填土為路基填方體，呈紅褐色，主要為砂質(zhì)泥巖碎塊夾少量粘性土，松散—密實(shí)，底部為厚1～10m砂卵石；下部為厚0.6～13.2m 粉質(zhì)黏土、黏土，呈黃褐色，以軟塑狀及軟塑—可塑狀為主，且具有含水量高、飽和度高、承載力低等特點(diǎn)，且滑坡段分布厚薄不均，呈西北側(cè)薄，東南側(cè)厚的特征；下覆基巖呈褐紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層砂質(zhì)泥巖，其主要礦物為黏土，強(qiáng)風(fēng)化層厚度0.8～4.3m。

1.3 水文地質(zhì)

路基區(qū)地下水主要為紅層砂質(zhì)泥巖風(fēng)化帶孔隙裂隙水和第四系松散巖類孔隙水，其中，前者賦存于砂泥巖風(fēng)化裂隙帶中，砂巖泉水流量0.05～0.5L/s，泥巖中裂隙不發(fā)育，且其補(bǔ)給及賦存條件不佳；后者主要賦存于素填土和粉質(zhì)黏土中，素填土厚度較大，透水性好，粉質(zhì)黏土透水性差，為相對(duì)隔水層。另?yè)?jù)資料顯示，區(qū)內(nèi)水化學(xué)類型屬重碳酸鈣類型水，礦化度0.1～0.3g/L，地下水對(duì)砼無(wú)結(jié)晶類、分解類、結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。

2 滑坡變形破壞特征及形成機(jī)制分析

2.1 變形破壞特征

該段線路設(shè)計(jì)路基寬度為33.5m，設(shè)計(jì)路面高程435.860～438.490m，設(shè)計(jì)路基長(zhǎng)100m，中心最大填方高度約13.88m。受2015年7月以來(lái)持續(xù)強(qiáng)降雨影響，7月22日上午該段左側(cè)路基產(chǎn)生嚴(yán)重變形，形成平面呈弧形，橫向?qū)捈s100m、縱向長(zhǎng)約90m 的路基滑坡，其中，路面頂部下錯(cuò)約1.5～2.0m，向外滑移約4.0m（圖1③），路基下部農(nóng)田最大隆起高約0.7m，樹木傾斜（圖1④），且變形隆起邊緣距路基坡腳最遠(yuǎn)達(dá)50.0m；滑體中上部亦可見一條長(zhǎng)約80m的裂縫，其延伸方向基本與線路走向一致（圖1②）；路基下部K215+635涵洞亦受該滑坡影響，其左側(cè)30m 被推移、下沉并積水嚴(yán)重（圖1①）。

圖1 填方路基滑坡全貌及變形破壞特征

2.2 形成機(jī)制分析

滑坡是在巖土體內(nèi)、外在因素綜合作用下形成的，該填方路基滑坡其形成條件及機(jī)制如下：

地形地貌：該段原始地面平坦，縱坡一般小于5%，且呈北高南低特征，局部區(qū)段建有水塘或水田；本段路基到達(dá)填筑高度后，形成頂寬約33.5m、高差約14m、坡比1:1.7～1:1.25 的填方路基，路基下部坡腳局部地段為水塘或水田。這為滑坡的形成提供了良好的臨空條件。

地層巖性：路基下方原始地面下分布有厚度0.6～13.2m 的軟弱粉質(zhì)粘土層，且總體呈北薄南厚的特征，其下覆基巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，而路基填筑材料為松散—密實(shí)砂質(zhì)泥巖碎塊，該回填土體有利于雨水的下滲，相對(duì)填筑材料而言，粘土和泥巖軟又具有較好的隔水作用。

人類工程活動(dòng)：該段路基回填碾壓后形成高約14m 邊坡，邊坡右側(cè)下部為過水涵洞，但由于征地等問題，涵洞外側(cè)排水溝道未修建，由于坡腳部分區(qū)段為原開挖水塘或水田，致使坡腳部分水塘水位上升等；此外，該滑坡段施工時(shí)采用塑料排水板對(duì)路基底部軟弱粉質(zhì)粘土層進(jìn)行處理，擬增強(qiáng)其排水性能。

大氣降水（地表水）該路基滑坡區(qū)所在區(qū)域多年平均降雨量較大，降雨具有集中、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，2015年7月以來(lái)的連續(xù)集中、大強(qiáng)度的降雨對(duì)坡體的穩(wěn)定性夠成了極大的威脅。雨季時(shí)大量雨水沖刷坡面并順土體沿裂隙或孔隙等下滲，使巖土體抗剪強(qiáng)度降低、抗滑力減小，而巖土體的重度增加、下滑力增大。

綜上分析可知，該路基滑坡是在近期持續(xù)強(qiáng)降雨作用下，道路兩側(cè)地表水通過涵洞向外排泄，路基上雨水則沿填土下滲至基底塑料排水板，并通過排水板排出，但由于路基兩側(cè)排水不暢，致使涵洞中雨水、土體中地下水未能排出，則排水板下部具隔水作用的粉質(zhì)粘土受地下水長(zhǎng)時(shí)間浸泡，形成一定的揚(yáng)壓力，并劣化其物理力學(xué)特性，再加之上部松散—稍密填土中的動(dòng)水壓力及容重的增加，最終導(dǎo)致該段路基發(fā)生滑動(dòng)。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 滑面形態(tài)及計(jì)算工況

據(jù)該路基滑坡后緣變形特征、鉆孔揭露坡體滑動(dòng)點(diǎn)及前緣鼓脹剪出帶的位置，另?yè)?jù)《滑坡防治規(guī)范》（GB/T 38509）等規(guī)定，該滑坡應(yīng)采用圓弧形滑面條分法計(jì)算其穩(wěn)定性和剩余下滑力，計(jì)算工況為自重工況和自重+暴雨工況。

3.2 計(jì)算參數(shù)及計(jì)算結(jié)果

據(jù)勘察成果、滑坡穩(wěn)定性反演，并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，該路基滑坡滑體重度為20.0kN/m3，內(nèi)聚力5kpa，內(nèi)摩擦角為35°；軟塑狀粉質(zhì)粘土重度為19.5kN/m3，內(nèi)聚力9kpa，內(nèi)摩擦角為5°；可塑狀粘土重度為19.4kN/m3，內(nèi)聚力10kpa，內(nèi)摩擦角為7.5°。

據(jù)《滑坡防治規(guī)范》（GB/T 38509）規(guī)定，圓弧形滑面采用傳遞系數(shù)計(jì)算滑坡穩(wěn)定性，其計(jì)算公式如下：

據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30），正常工況下的邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)Fs取1.15，非正常工況下Fs取1.10，則該其中滑坡的穩(wěn)定性和剩余下滑力計(jì)算結(jié)果為天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.03，為欠穩(wěn)定，剩余推力為773.6kN/m，暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為0.85，為不穩(wěn)定，剩余推力為1578.6kN/m。

4 結(jié)論

通過對(duì)該段路基滑坡地質(zhì)環(huán)境條件及變形破壞特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)測(cè)繪及勘探等手段，對(duì)該路基滑坡的形成機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)分析與計(jì)算，形成如下結(jié)論：

①路基填筑最大高約14m，坡比為1:1.7～1:1.25 的路堤，且路堤兩側(cè)坡腳易積水、排水不暢；

②路基填料以松散—密實(shí)砂質(zhì)泥巖碎塊為主，其下部為一層0.6～13.2m厚的粉質(zhì)粘土層；

③在持續(xù)強(qiáng)降雨作用下，路基底部粉質(zhì)粘土受地下水長(zhǎng)時(shí)間浸泡，形成揚(yáng)壓力，并劣化其物理力學(xué)特性，再路基裂隙中雨水下滲形成動(dòng)水壓力，并增大路基容重，致使該段路基發(fā)生滑動(dòng)；

④通過傳遞系數(shù)計(jì)算該路基滑坡在天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.03，為欠穩(wěn)定，剩余推力為773.6kN/m，暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為0.85，為不穩(wěn)定，剩余推力為1578.6kN/m。