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摘要:边坡勘察以及防治工作历来都是岩土工程领域中的重要方面,本文以贵阳市渔安·安井片区某道路边坡为研究对象,分析评价了该段边坡的工程地质条件,根据道路标高和开挖方案,提出了相应的防治措施。
关键词:岩质逆向坡;边坡稳定性;治理
1引言
边坡往往是工程建设所形成的、具有侧向临空面的坡体,是山区道路、市政、建筑等建设过程中形成的一种斜坡形式,若不加以防范与处置,将对工程和人民生命财产等构成威胁。本文以贵阳市渔安·安井片区路网工程规划道路的某段边坡为研究对象,对该项目的工程地质条件等方面进行了阐述和分析,结合该工程特性和岩土条件,提出了防治建议。
拟建贵阳市渔安·安井片区路网工程规划道路十九标段(下称“拟建道路”)位于贵阳中天未来方舟东侧,为新建道路。根据道路规划设计,该段道路标高为1073.199~1096.216m,原始地貌标高为1092.5~1116.54m;道路施工开挖将使拟建道路形成坡向239°~270°,长约63m(分为AB和BC两段),高约18~36m挖方边坡。该边坡为岩土混合边坡,上部土层及强风化层最大厚度约为13m,岩质部分为逆向坡。
2边坡工程地质条件
2.1边坡岩土构成
根据地表地质调查及开挖断面,边坡巖土构成分述如下:
①素填土:杂色,由回填的粘土及碎石、块石组成,碎石和块石成分主要为开挖产生的泥岩和泥灰岩,硬质含量为60%~70%,组分均匀性较差,结构松散,为新近回填。场地内均有分布,一般厚度约为0.5~2.0m,平均厚度约为0.78m。
②第四系硬塑红粘土:褐黄色,含少量铁、猛质结核,疏松多孔,手搓可成条状。场区内整体大量分布该地层,钻孔查明厚度0.5~6.4 m,平均厚度2.93m。
③基岩:伏于第四系之下。根据现场初期土石方开挖及钻探揭露,基岩主要为强、中风化泥灰岩,现分述如下:
强风化泥灰岩:黄褐色,结构构造大部分已破坏,岩芯多呈砂状,含少量碎块状,钻进速度快。结合经验,强风化泥灰岩属于软岩,岩体破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化泥灰岩:深灰色、青灰色,中厚层状至厚层状,层理构造,RQD值多为40%~80%。岩芯多呈短柱状,锤击易击碎,日晒易风化崩解,崩解物呈鳞片状。根据试验结果,属于较软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为IV级,边坡岩体类别为Ⅲ类。
2.2地质构造
根据区域地质资料,拟建道路位于贵阳市云岩区渔安安井片区,在区域上位于南北向贵阳向斜东翼与东西走向乌当蔡家寨背斜西倾伏端南翼之间,出露地层为志留系高寨田群中厚至厚层状深灰色、灰色泥灰岩。自新构造运动以来,场区及临近地段无活动断裂记录,地质构造较简单,区域稳定性较好。拟建场地实测优势产状为95°∠15°,受构造活动的影响,场区岩石节理较发育,场地内开挖剖面观察,主要有两组,节理裂隙发育,其中J1产状::110°∠65°,节理面为岩屑夹泥质充填,张开度1~3mm,线密度1~3条/米,连通性0.4~1.2米,节理面结合差。J2产状:275°∠83°,节理面为岩屑夹泥质充填,张开度1~3mm,节理面结合差,线密度1~2条/米,连通性0.3~1.1米,节理面结合差,对岩体完整性及其工程性能影响较大。
3岩土参数取值
根据室内直剪试验,结合岩石天然、饱和单轴抗压强度试验结果及《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)、《贵州省建筑岩土工程技术规范》(DB52/T046-2018)及地区经验,岩土技术参数建议如下:
①素填土:γ=18.6kN/m3 ck=5kPa φk=30° frbk=40kPa
②硬塑红黏土:γ=17.6kN/m3 ck=7kPa φk=30° frbk=45kPa
③强风化泥灰岩:γ=22.5kN/m3 ck=50kPa φk=11° frbk=150kPa
④中风化泥灰岩:γ=26.4kN/m3 ck=189kPa φk=30° frbk=1000kPa 等效内摩擦角φc=52°(实验值、经验值)
⑤ 结构面:c=50kPa,φ=18°(地区经验取值)
4边坡特征及支护措施
①AB段边坡
边坡特征:该段边坡长度约为22.2m,边坡最大高度约为12m,为土质边坡。该段边坡位于绕城高速填方路基下部,若放坡会影响其填方路基的安全,因此无放坡空间。边坡为永久性边坡,边坡安全等级为一级。
支护结构设计:该段边坡无放坡空间,采用抗滑桩进行支护。抗滑桩采用尺寸为1.2*1.6m的方桩,间距为3.5m,嵌固段进入中风化岩石长度不小于5m。冠梁高度为1.0m,桩间板厚度为200mm。抗滑桩桩身、冠梁及桩间板均采用C30混凝土浇筑。
②BC段边坡
边坡特征:该段边坡长度约为40.8m,边坡最大高度约为29.5m,为岩土混合边坡,岩质部分边坡为逆向坡,边坡岩体类别为Ⅲ类,土质部分有原绕城高速回填素填土和红黏土,为保证绕城高速的安全,尽量少挖或不挖其路基。边坡为永久性边坡,边坡安全等级为一级。
支护结构设计:该段边坡放坡空间有限,采用放坡结合格构梁+预应力锚索+锚杆+挂网喷射混凝土进行支护。放坡部分10m一级分级放坡,卸荷平台宽度为2m,除最上一级边坡按1:1放坡外,其余部分均按1:0.5进行放坡。全粘结锚杆:D=100,内插一根直径为22mm的三级螺纹钢,锚杆长度为9m,锚杆纵横间距均为2m,入射角度为20°,注M30水泥砂浆。坡面采用双层双向钢筋网片,喷射C25混凝土,厚度150mm,坡顶反坡2m。预应力锚索:D=110,6φ15.2预应力钢绞线,纵横间距均为3.5m,锚索入射角20°,注M30水泥砂浆,锚固段进入中风化岩石长度不小于6m。
5动态设计法和信息化施工
①根据施工现场实际揭露出来的地质情况,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性进行判断,并及时根据现场实际开挖情况对施工方案进行调整;
②加强边坡监测工作,将施工实测数据与预测值相比较以判断前段施工工艺和施工参数是否符合预期要求,以确定和优化下一步的施工参数,做好信息化施工。
③根据监测结果,对即将出现的不良问题作出预报,及时提前地处理,预防工程事故发生。
④根据信息法施工和施工勘察反馈的资料,及时对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证,若设计边界条件发生变化,已有支护结构不能满足边坡正常使用要求的,及时补充和调整原设计方案,以保证安全。
6结论
对该边坡进行了坡顶水平位移和垂直位移、预应力锚索拉力、支护结构变形的监测数据表明,治理后的边坡稳定性好,各项变形数据满足规范要求,证明支护设计方案有效。
参考文献
[1] GB50330—2013《建筑边坡工程技术规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.
[2] DBJ52/T046-2018,贵州省建筑岩土工程技术规范[S].贵州省住房和城乡建设厅,2018.
关键词:岩质逆向坡;边坡稳定性;治理
1引言
边坡往往是工程建设所形成的、具有侧向临空面的坡体,是山区道路、市政、建筑等建设过程中形成的一种斜坡形式,若不加以防范与处置,将对工程和人民生命财产等构成威胁。本文以贵阳市渔安·安井片区路网工程规划道路的某段边坡为研究对象,对该项目的工程地质条件等方面进行了阐述和分析,结合该工程特性和岩土条件,提出了防治建议。
拟建贵阳市渔安·安井片区路网工程规划道路十九标段(下称“拟建道路”)位于贵阳中天未来方舟东侧,为新建道路。根据道路规划设计,该段道路标高为1073.199~1096.216m,原始地貌标高为1092.5~1116.54m;道路施工开挖将使拟建道路形成坡向239°~270°,长约63m(分为AB和BC两段),高约18~36m挖方边坡。该边坡为岩土混合边坡,上部土层及强风化层最大厚度约为13m,岩质部分为逆向坡。
2边坡工程地质条件
2.1边坡岩土构成
根据地表地质调查及开挖断面,边坡巖土构成分述如下:
①素填土:杂色,由回填的粘土及碎石、块石组成,碎石和块石成分主要为开挖产生的泥岩和泥灰岩,硬质含量为60%~70%,组分均匀性较差,结构松散,为新近回填。场地内均有分布,一般厚度约为0.5~2.0m,平均厚度约为0.78m。
②第四系硬塑红粘土:褐黄色,含少量铁、猛质结核,疏松多孔,手搓可成条状。场区内整体大量分布该地层,钻孔查明厚度0.5~6.4 m,平均厚度2.93m。
③基岩:伏于第四系之下。根据现场初期土石方开挖及钻探揭露,基岩主要为强、中风化泥灰岩,现分述如下:
强风化泥灰岩:黄褐色,结构构造大部分已破坏,岩芯多呈砂状,含少量碎块状,钻进速度快。结合经验,强风化泥灰岩属于软岩,岩体破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化泥灰岩:深灰色、青灰色,中厚层状至厚层状,层理构造,RQD值多为40%~80%。岩芯多呈短柱状,锤击易击碎,日晒易风化崩解,崩解物呈鳞片状。根据试验结果,属于较软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为IV级,边坡岩体类别为Ⅲ类。
2.2地质构造
根据区域地质资料,拟建道路位于贵阳市云岩区渔安安井片区,在区域上位于南北向贵阳向斜东翼与东西走向乌当蔡家寨背斜西倾伏端南翼之间,出露地层为志留系高寨田群中厚至厚层状深灰色、灰色泥灰岩。自新构造运动以来,场区及临近地段无活动断裂记录,地质构造较简单,区域稳定性较好。拟建场地实测优势产状为95°∠15°,受构造活动的影响,场区岩石节理较发育,场地内开挖剖面观察,主要有两组,节理裂隙发育,其中J1产状::110°∠65°,节理面为岩屑夹泥质充填,张开度1~3mm,线密度1~3条/米,连通性0.4~1.2米,节理面结合差。J2产状:275°∠83°,节理面为岩屑夹泥质充填,张开度1~3mm,节理面结合差,线密度1~2条/米,连通性0.3~1.1米,节理面结合差,对岩体完整性及其工程性能影响较大。
3岩土参数取值
根据室内直剪试验,结合岩石天然、饱和单轴抗压强度试验结果及《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)、《贵州省建筑岩土工程技术规范》(DB52/T046-2018)及地区经验,岩土技术参数建议如下:
①素填土:γ=18.6kN/m3 ck=5kPa φk=30° frbk=40kPa
②硬塑红黏土:γ=17.6kN/m3 ck=7kPa φk=30° frbk=45kPa
③强风化泥灰岩:γ=22.5kN/m3 ck=50kPa φk=11° frbk=150kPa
④中风化泥灰岩:γ=26.4kN/m3 ck=189kPa φk=30° frbk=1000kPa 等效内摩擦角φc=52°(实验值、经验值)
⑤ 结构面:c=50kPa,φ=18°(地区经验取值)
4边坡特征及支护措施
①AB段边坡
边坡特征:该段边坡长度约为22.2m,边坡最大高度约为12m,为土质边坡。该段边坡位于绕城高速填方路基下部,若放坡会影响其填方路基的安全,因此无放坡空间。边坡为永久性边坡,边坡安全等级为一级。
支护结构设计:该段边坡无放坡空间,采用抗滑桩进行支护。抗滑桩采用尺寸为1.2*1.6m的方桩,间距为3.5m,嵌固段进入中风化岩石长度不小于5m。冠梁高度为1.0m,桩间板厚度为200mm。抗滑桩桩身、冠梁及桩间板均采用C30混凝土浇筑。
②BC段边坡
边坡特征:该段边坡长度约为40.8m,边坡最大高度约为29.5m,为岩土混合边坡,岩质部分边坡为逆向坡,边坡岩体类别为Ⅲ类,土质部分有原绕城高速回填素填土和红黏土,为保证绕城高速的安全,尽量少挖或不挖其路基。边坡为永久性边坡,边坡安全等级为一级。
支护结构设计:该段边坡放坡空间有限,采用放坡结合格构梁+预应力锚索+锚杆+挂网喷射混凝土进行支护。放坡部分10m一级分级放坡,卸荷平台宽度为2m,除最上一级边坡按1:1放坡外,其余部分均按1:0.5进行放坡。全粘结锚杆:D=100,内插一根直径为22mm的三级螺纹钢,锚杆长度为9m,锚杆纵横间距均为2m,入射角度为20°,注M30水泥砂浆。坡面采用双层双向钢筋网片,喷射C25混凝土,厚度150mm,坡顶反坡2m。预应力锚索:D=110,6φ15.2预应力钢绞线,纵横间距均为3.5m,锚索入射角20°,注M30水泥砂浆,锚固段进入中风化岩石长度不小于6m。
5动态设计法和信息化施工
①根据施工现场实际揭露出来的地质情况,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性进行判断,并及时根据现场实际开挖情况对施工方案进行调整;
②加强边坡监测工作,将施工实测数据与预测值相比较以判断前段施工工艺和施工参数是否符合预期要求,以确定和优化下一步的施工参数,做好信息化施工。
③根据监测结果,对即将出现的不良问题作出预报,及时提前地处理,预防工程事故发生。
④根据信息法施工和施工勘察反馈的资料,及时对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证,若设计边界条件发生变化,已有支护结构不能满足边坡正常使用要求的,及时补充和调整原设计方案,以保证安全。
6结论
对该边坡进行了坡顶水平位移和垂直位移、预应力锚索拉力、支护结构变形的监测数据表明,治理后的边坡稳定性好,各项变形数据满足规范要求,证明支护设计方案有效。
参考文献
[1] GB50330—2013《建筑边坡工程技术规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.
[2] DBJ52/T046-2018,贵州省建筑岩土工程技术规范[S].贵州省住房和城乡建设厅,2018.