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某山区公路高边坡综合勘察及启示

2021-10-22袁自波王辉安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088

安徽建筑 2021年10期
关键词:采石场工程地质碎石

袁自波,王辉 (安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

1 工程概况

本段高边坡位于福建省仙游县龙华镇境内,起止桩号为K78+550~K78+670,开挖长度120m,拟开挖最大高度45.0m,位于K78+630右侧,边坡段路基设计标高122~124m。高边坡小桩号接既有道路(332县道),大桩号接已废弃采石场,开挖段落主要位于既有道路的西北侧(图1)。

2 勘察过程

本段高边坡在常规勘察的基础上,进行了必要的补充勘察,通过本次工作,查明了边坡范围内的工程地质条件,为施工图设计提供了必要的地质依据。

2.1 常规勘察

根据高边坡的规模和地形地质条件,布置纵向勘察断面一条,并选择代表性位置(K78+630)布置横向勘察断面一条,且保证纵、横断面上的勘探点均不少于3个。该阶段布置的勘探点包括1个机钻孔(ZK-1)、2个探坑点(TK-1、TK-2)和 3个物探面波点(MB-1、MB-2、MB-3)(图1)。

图1 工程地质平面图

2.2 补充勘察

补充勘察主要目的是查明场地上覆残坡积碎石土的物质来源、成因及分布范围等。通过分析沿江,采用的勘察手段包括遥感影像对比、调绘及钻探验证等。

2.2.1 遥感影像对比

工程地质遥感主要用于获取路线基本信息,为路线方案及重大构筑物的比选提供客观的地质依据。本次工作通过控制点信息,将设计路线及勘探点导入到奥维软件,从而获取该段高边坡不同时期的遥感影像,然后进行对比分析,查明边坡区上覆残坡积碎石土的物质来源、成因及分布范围。

根据遥感影像(图2),高边坡大桩号的采石场十分清晰。从早期的影像中可以看出,边坡开挖段落中部的半山位置有一条土路,其西南侧、南侧地表大部分为采石场开挖、倾倒的废石废料松散堆积体,面积较大;但后期的影像中并不明显。由此推断,边坡区上覆残坡积碎石土(松散堆积体)的物质来源为采石场倾倒的废石废料等,分布范围主要位于土路西南侧、南侧的局部地段(图1)。

图2 高边坡区历史影像图及勘探点分布

2.2.2 调绘及钻探验证

为验证上述结论,补充勘察阶段实地走访了多位当地村民,补充了多个调绘点,同时补充布置了三个机钻孔(BZK-1、BZK-2、BZK-3)加以验证和控制。调绘及钻探成果均显示,残坡积碎石土的成因及分布与上述结论吻合。

内业整理时,利用BZK-1与TK-2补充K78+580工程地质横断面(图3),并将BZK-2、BZK-3补充至K78+630工程地质横断面(图4),以便更精确地反应场地上覆残坡积碎石土(松散堆积体)的分布范围。

图3 K78+580工程地质横断面图

图4 K78+630工程地质横断面图(虚线框为常规勘察范围)

3 场地工程地质条件

高边坡所在项目区位于闽浙沿海中生代陆相喷发火山岩带,主要为燕山期强烈火山活动的产物,区内晚侏罗世~早白垩世中酸性火山岩及燕山晚期岩浆岩广泛分布。

边坡区地貌单元为构造侵蚀丘陵地貌,地形起伏较大,地面标高120.0~180.0m。地表植被较发育,主要为桉树、茶树、杂木等。

边坡区附近未发现活动断裂经过,适宜本工程建设;场地地震动峰值加速度为0.10g,地震反应特征周期为0.45s。

边坡区地下水主要为基岩裂隙水,含水介质为基岩的风化裂隙、层间裂隙及构造裂隙等,勘察期间未见地下水。

4 工程地质评价

4.1 各岩土层参数

根据本次勘察,并参考《工程岩体分级标准》(GB/T 50218-2014)及同类工程经验数据,各岩土层物理力学参数见表1。

岩土参数建议值一览表 表1

边坡稳定性评价标准 表2

计算参数建议值一览表 表3

4.2 边坡开挖

根据本次勘察,高边坡挖方土石的主体为①层碎石土、②1层强风化花岗岩、②2层中风化花岗岩,各层建议开挖坡率分别为1:0.75、1:1.00、1:1.25。

K78+630剖面稳定性计算结果表4

4.3 稳定性评价标准

边坡的稳定性安全系数(Fst)按照《公路路基设计规范》(JTGD 30-2015)表3.7.7取值,对于正常工况下,边坡稳定安全系数取值1.20。对饱水工况下,边坡稳定安全系数取值1.10。

边坡稳定性评价标准参照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)的规定。

4.4 稳定性分析及评价

4.4.1 定性分析

场地自然坡度在10°~30°,局部较陡,自然边坡整体稳定。边坡按坡率1:0.75~1:1.25开挖后,碎石土整体较松散,正常工况下稳定~基本稳定;但在暴雨状况下,可能呈欠稳定~不稳定状态。

4.4.2 定量计算

根据工程经验,边坡开挖后强~中风化花岗岩整体稳定,上部的碎石土可能发生圆弧形滑动。本次选用南京库伦公司的GEO5岩土软件,利用简化Bishop法对K78+630断面上部的碎石土进行稳定性计算。计算参数建议值见表3,计算结果见表4。

结合定性分析及定量计算结果,可以判明:K78+630剖面在正常工况下基本稳定;在饱水工况下不稳定。

4.5 防护加固措施及排危卸载建议

结合边坡高度、岩体结构及稳定性分析,建议边坡主体按1:0.75~1:1.25分阶放坡,台阶宽度宜为2m。为防止边坡发生圆弧形滑动,可采取锚杆混凝土框架加固,框架内植生袋植草绿化;同时考虑到边坡开挖后上覆残坡积碎石土局部分布,且其西侧的废弃采石场可作为天然卸载场地,亦可将残坡积碎石土进行排危卸载处理。

4.6 防渗及防排水措施

由于地表水或地下水渗入易造成潜在的危害,应设置好防渗及排水措施,在坡顶外5m设截水沟,在平台设排水沟,将坡面汇水排出坡体外,并不得在影响边坡稳定范围内积水。

5 结论与建议

①本次工作在常规勘察的基础上,采用遥感影像对比、调绘及钻探验证等手段进行了补充勘察,查明了边坡范围内的工程地质条件,为施工图设计提供了必要的地质依据。

②对开挖边坡稳定性进行了定性分析和定量计算:边坡开挖后正常工况下基本稳定,在饱水工况下不稳定,并提出了边坡防护加固措施及排危卸载建议。

③山区公路高边坡勘察时,建议采取多种勘察方法进行综合工程地质勘探,切不可忽视工程地质调绘、工程地质遥感等手段的综合利用。

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