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漳龙高速公路类土质路堑高边坡处治

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摘要:本文介绍了该高速公路几种典型的土质边坡及其防护加固措施,并结合实际处治措施作出相应的介绍。

关键词:高速公路;类土质;路堑边坡处治措施

Abstract: this paper introduces the highway of several typical soil slope and its protection reinforcement measures, and actual will make corresponding measures are introduced.

Keywords: highways; and Kind of soil; Cut slope; Processing measures

中图分类号:U412.36+6文献标识码:A 文章编号:

1.线路边坡情况概述

漳龙高速公路漳州市境线路由平原区逐步过渡到低中山区,地形起伏较大。全线路堑高边坡众多,高度大于30米的高边坡有46处,最高达85米。路堑边坡问题十分突出,主要体现在:

1.1线路大部分以钾长花岗岩、花岗岩为主,风化层厚度大,且差异性风化明显,主要表现为球状风化及囊状风化严重,孤石多,不利于高边坡的稳定;

1.2因区域构造或成岩等关系,岩体中原生或次生节理面十分发育。当岩体风化后,这些节理面被继承下来,而且其强度比岩石风化产物更低,且往往有泥质充填;

1.3岩土体风化界面多,如坡积层与残积层面、残积层与强风化岩层面、强风化岩与中~微风化岩层面。因这些界面上下的地层透水性有差异,地下水易于富集而软化岩土体。

1.4局部段落坡体发育有杂色粉砂岩、砂砾岩等易滑岩组,其岩体软弱,且节理裂隙极为发育,多发育倾向临空的不利结构面,甚至为泥质充填;

2.类土质边坡简介

经典理论界和工程界习惯将边坡按物质组成分为土质边坡或岩质边坡,或二者的简单组合即二元结构边坡。对于土质边坡,认为其为均质各向同性的散体材料,其中无结构面、软弱带或其他不连续面,边坡失稳破坏面为圆弧或近似圆弧;对于岩质边坡,着重研究岩体中的结构面特征,包括结构面的物质组成及物理力学特征等,相应的破坏面为结构面的组合。

然而,自然山体中的土层,除坡积土外,其原状土如残积土或砂土状强风化层,均继承了岩体中的不连续面,诸如节理面、软弱夹层、风化接触带甚至老的滑动面等(统称为结构面),而且这些结构面的力学指标往往低于而土体,边坡的变形破坏或多或少地都要受这些结构面的影响。其破坏面往往是部分追踪结构面,部分为切过土体。因此,考虑结构面效应的土质边坡为类土质边坡。

3.几种典型的类土质边坡介绍

3.1坡残积土边坡

(1)、沿坡残积层交界面滑动型

边坡主体由坡残积两种地层组成,当二者交界面较陡时。因残积层相对隔水,交界面处往往地下水易于汇集,在水的浸泡、软化等作用下,交界面处的土体强度急剧降低,可能使得坡积层产生沿交界面的破坏。此时,坡残积层的交界面即为控制边坡破坏的“结构面”。此时滑动面为直线与圆弧的组合,其前缘受坡积层与残积层的交界面控制,为直线段;后部则为圆弧面,切过坡积层土体。

如A3合同段K35+960~K36+190段左侧高边坡,坡积土厚度较大,约10米,且十分松散,其与残积层的交界面倾向线路,倾角约25度。开挖后,沿交界面附近出现挤压松动迹象,在交界面的锚固工程实施后,变形才得以遏制。

(2)、沿节理面滑动型

残积层的母岩一般存在一些节理面。若节理面是张性的,都有一些充填物,一般充填物更易于风化为粘土矿物,易于受水而成为软弱夹层;若节理面为压性或扭性,则往往在节理面上形成一些擦痕,抗剪强度更低。相对于残积土层,节理面无疑更为软弱,因此,边坡的变形破坏,往往会追踪这些节理面发生;同时因为土体的强度也不高,滑动面也会部分穿越土体。

3.2强风化土边坡

(1)风化壳边坡。该类边坡表层为厚度不大的全强风化土层,下伏中风化基岩,且基岩面较陡。在雨水及开挖等因素的影响下,易于使得风化土体沿基岩面发生变形。此时边坡变形的控制“结构面”为基岩面。

和溪段K63+177~K63+240,位于冲沟边上,土层薄土层厚度约7~12m,下伏为弱风化钾长花岗岩,边坡高度3阶。开挖后遇大雨发生了滑坡,滑坡后弱风化岩顶面出露,说明滑床前缘依附于其顶面,而其后壁仍然为土体。因坡顶有军用光缆通过,故采用锚索原位加固处理。

(2)强风化层沿节理面变形。该类边坡上覆坡残积土,下伏砂土状或碎块状强风化层。强风化层及残积层中往往发育有倾向线路的不利结构面,受结构面组合的影响,坡体往往发生依附于缓倾结构面的剪出,陡倾结构面的拉裂变形。滑动面的形式较复杂,部分依附于结构面,部分则从土体中近似圆弧通过。

(3)软弱风化带型。边坡由于地质构造作用和影响,常见一些强烈风化软弱带,如果其产状倾向坡面,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其软弱带临空暴露的情况下,极易沿其产生较大规模的滑动变形和破坏。其滑动面前缘依附软弱带,后部则以圆弧面的形式切过土体。

3.3病害堆积边坡

(1)崩坡积土边坡,边坡往往位于后缘陡峻的山前地貌,其物质组分为崩坡积层,系由后缘山体崩塌形成,在南方温润多雨的气候下,间夹一些坡积物。当坡脚被开挖后,易于使其失去支撑而滑坡。

如和溪段A4-1标K63+770~K63+950左边坡,原设计开挖高度约为20.6m,2000年8月,该边坡出现大面积滑坍,并不断向后牵引,在坡顶出现数条裂缝,其中最远的裂缝距坡顶约150m。

因滑坡规模较大,同时弱风化基岩埋深大,设计采用了锚索抗滑桩。抗滑桩设于第一阶平台,桩截面为2.4×2.8米,桩身埋入土体约13~20米,每根桩顶设置3孔预应力锚索,锚索锚固地层为强风化花岗岩,通过采用劈裂注浆等措施来提高锚索锚固力,单孔锚索设计张拉荷载为1000KN。

(2)滑坡堆积体边坡。边坡系老滑坡或古滑坡,本身已经稳定一段时间,但因线路从其前缘开挖,切割了其反压段;或填方路基在其后缘加载,加大了下滑力,使滑坡产生复活.

龙溪段K63+690~K63+790原设计开挖高度约为3阶(每阶高10m),设计坡率为1:1。该边坡在开挖过程中,先后发生过四次溜坍,坡率一再放缓,最后形成高约50m的高边坡,坡率基本为1:1.25。

尽管边坡已经很缓,但该边坡的变形却在继续发展。2000年11号台风之后,首先是坡体中部出现溜坍;随后坡顶出现裂缝。其中,最大裂缝出现在距离坡顶约40米处,裂缝宽度约5―10cm,错落约2―5cm。显然,该边坡病害已经发育为滑坡病害。

4.结论

根据该高速公路工程中的治理类土质边坡经验,路堑土质边坡中,结构面是大量存在的,而且它们对边坡的稳定是起着控制性的影响。对这些边坡进行分析时,不能只靠按规范考虑坡率满足要求,而必须调查其结构面的展布与性质,并进行定性分析和定量计算,方能得出较为贴近实际的结果。

参考文献:

[1].卢才金,“具有结构面效应的类土质边坡及其稳定性分析介绍”,《岩土工程界》,2004年,第7卷第10期

[2].《公路路基设计规范》(JTJ031-95)。

[3].廖小平,“类土质路堑边坡变形破坏类型及其稳定分析”,《岩石力学与工程学报》,2003年S2期。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。