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【摘 要】边坡的失稳通常是由多种因素共同作用的结果,其一是外力的作用破坏了岩体或土体原来的应力平衡;其二是岩体或土体的抗剪强度受外界因素的影响而降低。现以某公园西路北拓段边坡设计工程为例,介绍高边坡评价及支护设计。本文主要针对市政道路高边坡设计及稳定性进行简要分析。
【关键词】市政道路;高边坡;设计;稳定性
1我国市政道路的情况
当前我国城市中的市政道路大多数属于双向六车道,其次就是双向四车道,并且道路中的车速是由该道路具体的交通情况与附近的车流量所决定的,在市政府对市政道路进行铺设时,一般路面是由沥青铺设。与此同时,在铺设时,还要考虑当段区域中路基的起伏趋势以及地下地质结构,根据以上所列举的信息,才能结合必要的技术展开实际设计,保证市政道路的质量与安全性。此外,我国市政道路施工中常见的一种建设难题是不良地质段高边坡,因为高边坡之下蕴含丰富的地下水,并且水位相较其他路段而言较高,因此该路段的土质较差,土岩面存在滑移的可能性,建设中可能会出现滑坡、边坡不稳的状况,以下围绕当前我国市政道路常见的不良地质段高边坡问题展开有效的分析。
2工程概况
某公园西路北拓段(以下简称公园西路)起于现状公园西路,止于悦港北路,设计车速为50km/h,道路等级为城市主干路,道路全长约为2.75km,道路标准路幅宽度为32m,双向六车道。根据重庆市建委渝建发[2010]166号文件精神,某公园西路北拓段K0+000~K0+240两侧、K1+500~K1+990两侧为路基高挖方路段,最高挖方边坡约为40.04m。某公园西路北拓段K2+000~K2+700右侧为高填方路段,最高填方边坡约为35.2m。
3高边坡地质评价及处治措施
3.1挖方基段K0+000~K0+240两侧该段为挖方路基段,覆盖层为粉质粘土和素填土,厚0.00~2.30m,下伏基岩为泥岩和泥灰岩,及少量页岩。道路按设计开挖后,左右两侧形成挖方边坡,主要由泥岩、砂岩和少量粉质粘土组成。
左侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质坡率1∶1.50分阶开挖后,最大挖方高度为26.28m,部土层为粉质粘土,厚度最大为2.10m,岩土组成为泥灰岩和少量粉质粘土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类;右侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为35.42m,上部土层为粉质粘土,厚度最大为2.30m,岩土组成为泥灰岩和少量粉质粘土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类。
由地勘报告中的赤平投影分析图可知道路左侧边坡倾向为78°,为反向坡,裂隙2为主控外倾结构面,倾角85°,按設计坡率值放坡后边坡坡度小于裂隙倾角,边坡稳定性主要受岩体强度控制,破坏模式主要为风化剥落和局部崩塌掉块。边坡破裂角取61°,等效内摩擦角泥灰岩取55°。
右侧岩质边坡为顺向坡,层面裂隙为主控外倾结构面,边坡可能沿岩层层面产生剪切滑动破坏,裂隙1和岩层层面组合交线倾向坡外,倾向249°,倾角约11°,边坡可能沿裂隙组合交线形成楔形体破坏,按设计坡率值1∶0.75分阶放坡后边坡坡度为53°,大于岩层倾角12°。岩层倾角较小,定性评价该边坡按设计坡率开挖后处于稳定状态,由于边坡有竖向裂隙2存在,若在施工扰动下贯通后,易使边坡面附近岩体采生小规模滑动。以3-3'剖面为例对边坡稳定性进一步验算,验算公式采用《建筑边坡工程技术规范》(GB50332-2013)附录A中A.0.2公式。岩层层面为潜在滑面,倾角为12°,天然状态下层面为硬性结构面,抗剪参数c取90kPa,φ取27°;受后缘裂隙充水饱和后,层面按软弱结构面考虑,饱和抗剪参数c取35kPa,φ取15°,泥灰岩饱和重度取26.2kN/m3。考虑后缘沿裂隙2充水高度8m。
3-3'剖面平面滑动法稳定性计算表
验算结果表明:按照设计意图开挖后,稳定性系数Fs=1.41>1.35,表明该边坡滑面饱和工况下处于稳定状态。建议边坡按设计坡率值放坡后,加强边坡截排水系统,防止地表水下渗形成后缘裂隙充水的情况。建议按设计坡率值放坡后,对岩质边坡采用防风化处理,土质边坡采用格构护坡,并进行绿化。
3.2挖方路基段K1+500~K1+990m两侧
该段为挖方路基段,覆盖层为粉质粘土和素填土,厚0.60~6.30m,下伏基岩为泥岩和砂岩。道路按设计开挖后,左右两侧形成挖方边坡,主要由泥岩、砂岩和少量粉质粘土组成。左侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质坡率1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为15.90m,上部土层为粉质粘土和素填土,厚度最大为7.10m,为岩土混合边坡,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类;右侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为26.30m,上部土层为素填土,厚度最大为2.30m,岩土组成为泥灰岩和少量素填土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类。
左侧边坡上部土层岩土界面平缓,边坡开挖主要破坏模式为土体内部的圆弧滑动破坏;由下部岩质边坡赤平投影分析图可知道路左侧边坡倾向为78°,为反向坡,裂隙2为主控外倾结构面,倾角85°,按设计坡率值放坡后边坡坡度小于裂隙倾角,边坡稳定性主要受岩体强度控制,破坏模式主要为风化剥落和局部崩塌掉块。边坡破裂角取61°,等效内摩擦角泥灰岩取55°。右侧岩质边坡为顺向坡,层面裂隙为主控外倾结构面,边坡可能沿岩层层面产生剪切滑动破坏,按设计坡率值1∶0.75分阶放坡后边坡坡度为53°,大于岩层倾角12°。岩层倾角较小,定性评价该边坡按设计坡率开挖后处于稳定状态,由于边坡有竖向裂隙2存在,若在施工扰动下贯通后,易使边坡面附近岩体采生小规模滑动。建议边坡按设计坡率值放坡后,加强边坡截排水系统,防止地表水下渗形成后缘裂隙充水的情况。建议按设计坡率值放坡后,对岩质边坡采用防风化处理,土质边坡采用格构护坡,并进行绿化。
4结束语
综上所述,由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性,地质勘察参数难以准确确定,加之设计理论和设计方法带有经验型和类比性,因此边坡工程的设计往往难以一次定性,需要根据施工中反馈的信息和监控资料不断进行校核、补充和完善设计。这是目前边坡工程处治设计中较为科学的动态设计方法,这种设计法要求提出特殊的施工方案和监控方案,以保证在施工过程中能获取对原设计进行校核、补充和完善的有效资料和数据。
参考文献:
[1]压力分散型锚索在高边坡设计中的应用[J].詹海玲.广东交通职业技术学院学报.2017(01)
[2]高边坡设计研究[J].彭燕杰.广西质量监督导报.2018(03)
(作者单位:中国河南国际合作集团有限公司)
【关键词】市政道路;高边坡;设计;稳定性
1我国市政道路的情况
当前我国城市中的市政道路大多数属于双向六车道,其次就是双向四车道,并且道路中的车速是由该道路具体的交通情况与附近的车流量所决定的,在市政府对市政道路进行铺设时,一般路面是由沥青铺设。与此同时,在铺设时,还要考虑当段区域中路基的起伏趋势以及地下地质结构,根据以上所列举的信息,才能结合必要的技术展开实际设计,保证市政道路的质量与安全性。此外,我国市政道路施工中常见的一种建设难题是不良地质段高边坡,因为高边坡之下蕴含丰富的地下水,并且水位相较其他路段而言较高,因此该路段的土质较差,土岩面存在滑移的可能性,建设中可能会出现滑坡、边坡不稳的状况,以下围绕当前我国市政道路常见的不良地质段高边坡问题展开有效的分析。
2工程概况
某公园西路北拓段(以下简称公园西路)起于现状公园西路,止于悦港北路,设计车速为50km/h,道路等级为城市主干路,道路全长约为2.75km,道路标准路幅宽度为32m,双向六车道。根据重庆市建委渝建发[2010]166号文件精神,某公园西路北拓段K0+000~K0+240两侧、K1+500~K1+990两侧为路基高挖方路段,最高挖方边坡约为40.04m。某公园西路北拓段K2+000~K2+700右侧为高填方路段,最高填方边坡约为35.2m。
3高边坡地质评价及处治措施
3.1挖方基段K0+000~K0+240两侧该段为挖方路基段,覆盖层为粉质粘土和素填土,厚0.00~2.30m,下伏基岩为泥岩和泥灰岩,及少量页岩。道路按设计开挖后,左右两侧形成挖方边坡,主要由泥岩、砂岩和少量粉质粘土组成。
左侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质坡率1∶1.50分阶开挖后,最大挖方高度为26.28m,部土层为粉质粘土,厚度最大为2.10m,岩土组成为泥灰岩和少量粉质粘土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类;右侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为35.42m,上部土层为粉质粘土,厚度最大为2.30m,岩土组成为泥灰岩和少量粉质粘土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类。
由地勘报告中的赤平投影分析图可知道路左侧边坡倾向为78°,为反向坡,裂隙2为主控外倾结构面,倾角85°,按設计坡率值放坡后边坡坡度小于裂隙倾角,边坡稳定性主要受岩体强度控制,破坏模式主要为风化剥落和局部崩塌掉块。边坡破裂角取61°,等效内摩擦角泥灰岩取55°。
右侧岩质边坡为顺向坡,层面裂隙为主控外倾结构面,边坡可能沿岩层层面产生剪切滑动破坏,裂隙1和岩层层面组合交线倾向坡外,倾向249°,倾角约11°,边坡可能沿裂隙组合交线形成楔形体破坏,按设计坡率值1∶0.75分阶放坡后边坡坡度为53°,大于岩层倾角12°。岩层倾角较小,定性评价该边坡按设计坡率开挖后处于稳定状态,由于边坡有竖向裂隙2存在,若在施工扰动下贯通后,易使边坡面附近岩体采生小规模滑动。以3-3'剖面为例对边坡稳定性进一步验算,验算公式采用《建筑边坡工程技术规范》(GB50332-2013)附录A中A.0.2公式。岩层层面为潜在滑面,倾角为12°,天然状态下层面为硬性结构面,抗剪参数c取90kPa,φ取27°;受后缘裂隙充水饱和后,层面按软弱结构面考虑,饱和抗剪参数c取35kPa,φ取15°,泥灰岩饱和重度取26.2kN/m3。考虑后缘沿裂隙2充水高度8m。
3-3'剖面平面滑动法稳定性计算表
验算结果表明:按照设计意图开挖后,稳定性系数Fs=1.41>1.35,表明该边坡滑面饱和工况下处于稳定状态。建议边坡按设计坡率值放坡后,加强边坡截排水系统,防止地表水下渗形成后缘裂隙充水的情况。建议按设计坡率值放坡后,对岩质边坡采用防风化处理,土质边坡采用格构护坡,并进行绿化。
3.2挖方路基段K1+500~K1+990m两侧
该段为挖方路基段,覆盖层为粉质粘土和素填土,厚0.60~6.30m,下伏基岩为泥岩和砂岩。道路按设计开挖后,左右两侧形成挖方边坡,主要由泥岩、砂岩和少量粉质粘土组成。左侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质坡率1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为15.90m,上部土层为粉质粘土和素填土,厚度最大为7.10m,为岩土混合边坡,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类;右侧按设计岩质坡率1∶0.75,土质1∶1.00分阶开挖后,最大挖方高度为26.30m,上部土层为素填土,厚度最大为2.30m,岩土组成为泥灰岩和少量素填土,边坡安全等级为一级,边坡岩体类别为III类。
左侧边坡上部土层岩土界面平缓,边坡开挖主要破坏模式为土体内部的圆弧滑动破坏;由下部岩质边坡赤平投影分析图可知道路左侧边坡倾向为78°,为反向坡,裂隙2为主控外倾结构面,倾角85°,按设计坡率值放坡后边坡坡度小于裂隙倾角,边坡稳定性主要受岩体强度控制,破坏模式主要为风化剥落和局部崩塌掉块。边坡破裂角取61°,等效内摩擦角泥灰岩取55°。右侧岩质边坡为顺向坡,层面裂隙为主控外倾结构面,边坡可能沿岩层层面产生剪切滑动破坏,按设计坡率值1∶0.75分阶放坡后边坡坡度为53°,大于岩层倾角12°。岩层倾角较小,定性评价该边坡按设计坡率开挖后处于稳定状态,由于边坡有竖向裂隙2存在,若在施工扰动下贯通后,易使边坡面附近岩体采生小规模滑动。建议边坡按设计坡率值放坡后,加强边坡截排水系统,防止地表水下渗形成后缘裂隙充水的情况。建议按设计坡率值放坡后,对岩质边坡采用防风化处理,土质边坡采用格构护坡,并进行绿化。
4结束语
综上所述,由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性,地质勘察参数难以准确确定,加之设计理论和设计方法带有经验型和类比性,因此边坡工程的设计往往难以一次定性,需要根据施工中反馈的信息和监控资料不断进行校核、补充和完善设计。这是目前边坡工程处治设计中较为科学的动态设计方法,这种设计法要求提出特殊的施工方案和监控方案,以保证在施工过程中能获取对原设计进行校核、补充和完善的有效资料和数据。
参考文献:
[1]压力分散型锚索在高边坡设计中的应用[J].詹海玲.广东交通职业技术学院学报.2017(01)
[2]高边坡设计研究[J].彭燕杰.广西质量监督导报.2018(03)
(作者单位:中国河南国际合作集团有限公司)