某高速公路路堑边坡稳定性安全风险评价

  某高速公路路堑边坡稳定性安全风险评价  Summary：为保证高速公路运营安全，预防高速公路高边坡失稳的发生，本文通过现场地质调查与测试、岩体力学试验与指标研究、极限平衡计算等技术手段，查明边坡工程地质与水文地质条件，获得边坡岩体物理力学参数，计算 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 边坡安全系数，揭示边坡变形失稳过程与破坏机理，并根据边坡稳定性评价结果，提出建议措施，以保证边坡的安全。Keys：高边坡、变形、稳定性、评价引言项目区位于深圳外环高速公路东莞段第三标段东行方向右侧，距凤岗服务区约2km，该边坡总体为岩土质路堑边坡，修建深圳外环高速公路开挖形成，边坡总宽约172m，最大坡高约50m，坡向20°。边坡现分六级，整体采用分级削坡+格构梁+锚杆（索）+梁间绿化+截排水的治理方案，局部采用浆砌石挡墙护面，边坡第6级以及边坡坡顶植被较发育，主要为灌木、杂草及少量乔木。据原设计方案变更后的方案，一级边坡坡率1:0.5，采用12m长C32mm锚杆砼框架，框架梁内放置植生袋填土植草；第2～3级采用边坡坡率1:0.75，采用9m长φ32mm锚杆砼框架，每2个框架梁内设6φ15.2mm点锚加固，锚索长度30m，第4～5级边坡坡率1:1～1:1.25，采用人字形骨架防护，人字形骨架内10cm厚挂铁丝网喷混植草。1地质环境条件1.1气象水文场地地处北回归线以南，属亚热带海洋性季风气候，夏长冬短。阳光充足，雨量充沛，气候温差振幅小，季候风明显等特点。多年平均气温为23.1℃，日照时数充足。场地内气象灾害主要为热带气旋、暴雨，雨量分布不均匀，呈双峰型：主峰出现在5～6月，称“龙舟水”；次峰在8～9月称“白露水”。夏秋雨季常受台风侵袭，带来暴雨。尤其是在4～9月份的强降雨季节。场地内地表水系不发育，未见地表沟谷溪流或山塘水库，边坡汇水面积较大，坡度较陡，有利于地表排水，坡脚未见明显片状湿地或地下水露头。距离评估区最近的地表水为东深供水渠和黄洞水库，位于区外南、北两侧约2km和0.8km处。1.2地形地貌场区地貌类型属于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，坡度约45～80°，边坡坡顶坡度较缓，约20～40°，最大坡高约50m。场区在坡顶植被生长较繁茂，主要为乔木、灌木、杂树、杂草等，视野较差，通行不便。1.3区域地质构造根据区域地质资料，区域上的断裂主要有樟木头断裂带（F5）、青塘断裂带（F6）。樟木头断裂带（F5）走向60°～70°，倾向南东为主，倾角60°～70°。该断裂带发育于侏罗纪地层中，发育断破碎带、片理化带、硅化带等。青塘断裂带（F6）走向310°～320°，倾向南西，倾角75°～80°。发育宽5～20m不等的碎裂岩、角砾岩、硅化类，普遍伴随硅化或褐铁矿化。在野外综合地质调查时未发现有断裂构造从勘查区通过，区域断裂距场区均较远，断裂构造对场区影响小，因此场区地质构造条件简单。1.4地震时空分布据记载，珠江三角洲各地历史上遭受地震最大烈度在5～6级之间，区域地震强度不大，其分布特征是频率高，强度小，小震多而大震少，震级多在3～4级，多属微震～弱震，项目区附近有MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714221102920_2的最大地震有广州4.8级，佛山4.5级，番禺4.5级，顺德5.0级，中山小榄5.0级。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306～2015）和东建字[2002]27号文，项目区内地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，区域地壳为稳定。2物探成果如图1所示，根据高密度电法测量二维反演电阻率断面图来看，剖面浅部为干燥的黏性土，电阻率值偏高，推测为上覆盖层，中间部位电阻率中低阻，推断为湿润的黏性土，下部电阻率分布不均匀，主要为低阻特征，推测为全～强风化层。1034号点右侧，低阻与中高阻分界面推测为岩性分界面。具体解释推断如图1所示。图1高密度电法测量综合剖面图3工程地质条件根据工程物探、室内试验数据及野外调查结果，区内岩土层按其地质年代和成因类型自上而下划分为第四系残积层和晚白垩系天生湖单元花岗岩（K2T），各物理力学性质指标统计见表1。详细描述如下：（1）第四系残积层（Qel）砂质黏性土（层序号1）：黄褐色，可～硬塑，主要成分由粉、粘粒组成，含较多石英砂砾，局部含碎岩块，粘性较差，遇水易软化崩解。主要分布在坡顶位置，厚度约11.6m。本次在探槽中取土样6组。（2）晚白垩系天生湖单元（K2T）基岩岩性为花岗岩，按岩石风化程度划分基岩为强风化和中风化花岗岩，描述如下：强风化花岗岩（层序号2-1）：褐黄色，岩石强烈风化，岩芯呈半岩半土状，少量碎块状，岩芯遇水易软化崩解，属极软岩。厚度约21.0m。中风化花岗岩（层序号2-2）：灰褐色，细粒结构，块状构造，岩石风化裂隙发育，锤击易碎，属较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级分类为IV级。本次取岩样9组，天然状态岩石点荷载强度统计及经换算后的单轴饱和抗压强度值见岩石点荷载试验报告，fr=17.7MPa,场地内揭露的花岗岩属较软岩。表1 各岩土层的主要设计参数指标建议表层号岩土层天然重度（kN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（°）承载力特征值（kPa）土体与锚固体（岩体与注浆体界面）黏结强度设计值（kPa）1砂质黏性土19.0（19.5）25（20）22（17.6）180502-1强风化花岗岩19.5（20.5）*30（26）*24（22）*5001502-2中风化花岗岩23.0（24.2）*250（200）*42（33.6）*1000550注：土体与锚固体粘结强度 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值适用于注浆强度为M30，括号内为饱和状态下取值，*值为地区经验值。4边坡防护工程现状根据野外现场调查，边坡在排水工程、支挡工程、坡面防护工程都存在一定程度的变形迹象。（1）排水工程：局部设置欠合理，坡顶截水沟、四级平台排水沟发生明显变形开裂，最大缝宽30mm，局部进行了修补。图2排水沟裂缝（2）支挡工程：本边坡一级～三级整体采用锚杆（索）+格构梁对边坡进行锚固，边坡右侧一级发生垮塌后采用挂壁浆砌石挡土墙进行了加固，边坡在治理完成后出现变形，而后对二级以及三级边坡各采用两道预应力锚索加固。经现场调查，格构梁顶部与底部均未设置连梁，格构梁未嵌入岩土层内部，且局部钢筋外露，边坡二级～四级左右侧均有一定范围没有进行支护加固，一级边坡北西侧挡土墙出现轻微变形，边坡坡顶土体开裂。图3挡墙开裂图4坡顶土层裂缝（3）坡面防护工程：边坡四级以及五级采用人字形骨架植草防护。人字形骨架发现多处变形，两侧坡面硬化处裂缝发育，有错位变形现象，最大缝宽达120mm。边坡平台可见数条南北向贯穿性裂缝，可见最大缝宽2-4cm，且局部未硬化。其余治理工程现场查看较完好，一定程度上防止了坡面岩土体的崩塌。图5人字形骨架错位变形5边坡稳定性风险评估5.1结构类型及破坏模式分析根据收集的边坡设计资料以及野外对边坡的实地调查情况，该边坡中上部为残积土及强风化花岗岩（土质），下部为中风化花岗岩（岩质），属于二元介质坡。边坡除一级（岩质）坡外其他整体坡度较缓，调查发现边坡上部以及顶部均发育有拉张裂缝，截排水沟多处开裂变形，部分人字形骨架发生错断，初步判定该边坡可能发生的破坏模式为圆弧滑动破坏。5.2边坡稳定性因素影响分析根据边坡坡体结构特征及岩土层工程性质等地质环境条件，对区内边坡稳定性影响因素分析如下：（1）岩土层的工程性质评估区边坡自上往下为残积砂质黏性土和花岗岩，残积土及强风化岩具有水理性差、雨季雨水容易下渗、遇水易软化崩解等特点，因此在旱季期间，边坡的稳定性通常较好，而雨季，坡体长时间受水浸润将导致重度增大、抗剪强度等力学性质明显降低，从而导致边坡稳定性减弱。因此，坡体岩土层的水理性质较差是本区边坡失稳的重要因素。（2）气象因素区内雨季长，雨量充沛，降雨集中，多年平均降水量1802.5mm，年降水量主要集中在4～9月，该期间降雨为边坡失稳提供外部条件，故雨季连续暴雨是边坡失稳的主要外部因素。（3）水文地质条件边坡场地处于剥蚀残丘中，地下水动态变化，主要表现为旱季地下水位埋深较大，潜水面较平缓，水力坡度较大。雨季潜水面则明显抬升，坡体饱和区范围增大，水力坡度也增大。边坡岩土体受到水作用较大程度上降低了力学强度，明显降低了边坡的稳定性。（4）人类工程活动人类工程活动形成的切坡使坡脚减载，从而破坏边坡自然的稳定状态而引起滑坡或崩塌，是边坡失稳的主导因素。5.3边坡稳定性评估本次边坡计算指标值的选取参考本场地土工试验报告所提供的岩土参数值（表1），部分参数根据边坡实际调查情况，以经验值取值，对实测剖面进行边坡稳定性计算，计算采用理正边坡综合治理1.0PB3计算软件，简化毕肖普法对边坡的稳定性进行估算。根据勘查边坡周围的环境条件，作用在边坡上的荷载及其取值说明如下：（1）坡体自重：即边坡岩土体本身所受的重力，地下水位以上的取天然重度，水位以下的取浮重度计算。（2）地下水产生的荷载：场地地下水埋藏较深，暂不考虑地下水影响。（3）地震荷载：本区抗震设防烈度为6度，暂不考虑地震影响。（4）其他荷载：包括车辆的动荷载和建筑物的荷载等，本次边坡坡顶无荷载。根据上述分析，评价时对边坡分别选出两种工况进行计算，①正常工况：边坡处于天然状态下的工况；②非正常工况：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况。计算成果见表2。表2  边坡稳定性计算结果表工况正常工况非正常工况边坡稳定系数1.1071.028根据《公路路基设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》(JTGD30-2015)第3.7.7的规定，对于本高速公路路堑边坡（该边坡破坏后果严重），采用圆弧滑动法计算的正常工况安全系数不得小于1.30；非正常工况Ⅰ安全系数不得小于1.20。结合边坡稳定性计算分析结果综合判别边坡在正常工况下处于基本稳定状态；边坡在非正常工况处于欠稳定状态，即边坡处于暴雨或连续降雨状态下易发生失稳现象。6措施建议（1）建议完善截排水系统。进一步复核截排水沟布置的合理性并验算截排水沟尺寸是否满足要求，对坡顶以及水沟两侧坡面进行硬化；对边坡开裂严重处先进行修补，并对裂缝扩展情况进行观测。（2）针对台风、暴雨等极端天气对该点建立应急处置预案；（3）加强边坡自动化监测，对监测结果及时反馈，发现异常情况及时通知相关人员，以便及时采取对策；（4）建议对该边坡进行加固，建议采用预应力锚索或抗滑桩加固，对未支护段采用格构梁+锚杆+梁间绿化方案进行治理，并完善边坡整体截排水系统，完善边坡生态治理。 -全文完-