涪陵某一级公路深路堑顺层工点加固设计

涪陵某一级公路深路堑顺层工点加固设计

Summary：涪陵某一级公路K14+150～+900段深路堑顺层工点，综合分析了该处顺层的结构特征，并结合现场地质勘察情况对其稳定性分析，提出合理的加固设计方案。经检算，采用了路堑坡脚设置桩板墙加固、桩顶分级顺层清方、坡面采用锚杆框架梁、截水沟等综合加固措施。Keys：顺层；桩板墙；分级顺层清方；综合加固措施1、前言K14+150～+900段为深挖方路基，路基设计宽度20m，为一级公路，设计车速60km/h，线路走向与岩层走向基本一致，左侧为顺层，地表覆盖层为粉质粘土，厚0.5～2m；下伏基岩为砂、泥岩。由于顺层岩质边坡在开始施工时，坡体内的结构面受水、二次地应力以及施工扰动等因素的作用可能会引起边坡滑移失稳。本文根据该工点的勘察设计情况，提出具有针对性的综合加固措施。2、工程地质特征2.1地形地貌K14+150～+900段路基属低山斜坡地貌，局部段中心为一沟槽，漕宽约25～35m，自然横坡较陡，一般15~40°。2.2地层岩性本段斜坡上覆土层主要为第四系全新统残坡积层（Q4dl+el）粉质粘土，为棕褐色，可塑～硬塑状，厚0m～2m；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂、泥岩。泥岩呈紫红色，泥质结构，中～厚层状构造。砂岩呈灰黄色或青灰色，钙质胶结，细-中粒结构，中厚～厚层状构造。2.3地质构造本段位于太和场背斜北西翼，岩层呈单斜产出，岩层产状300~320°∠20~26°，岩体中主要可见2组代表性构造裂隙：①100°～120°∠50°～75°：裂面较平整，间距0.5～2.0m，延伸长0.5～1.5m，张开宽2～5mm，无充填，结合程度差；②10°～30°∠75°～88°：裂面多平直，间距0.3～1.2m，延伸0.3～2.0m，张开宽2～8mm，无充填，结合程度差。2.4水文地质条件地下水类型主要有松散堆积层的孔隙潜水和基岩裂隙水，前者赋存于第四系覆盖层中，接受大气降水的补给，由于覆盖层厚度较薄，且分布不均，故孔隙潜水贫乏；下伏基岩岩体中裂隙较发育，不利地下水的赋存，地下水的补给条件差，径流、排泄条件好，故基岩裂隙水亦贫乏。2.5不良地质顺层岩层产状300~320°∠20~26°，线路总体走向约210°～260°，线路走向与岩层走向基本一致，左侧为顺向坡，开挖过程中边坡可能沿层面发生滑动。3、顺层稳定性分析3.1计算依据:根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）A.0.2条，采用平面滑动面法对边坡进行稳定性分析，及《公路路基设计规范》（JTGD30—2015）表3.7.7，采用非正常工况I对该段边坡进行稳定计算，安全系数取1.20，计算公式如下：3.2稳定性分析为了进一步评价该段深路堑稳定性，选取典型横断面（K14+760）采用平面滑动法进行稳定性验算，计算时按最不利情况考虑，验算暴雨工况下，边坡岩体饱和重度取25.3KN/m3，根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）表3.7.3-1，层面砂岩夹泥岩C值取20KPa，Φ取16°，容重取25.2kN/m3，相关计算过程及计算示意图如下：表1K14+500～K14+900段左侧顺层边坡极射赤平投影编号结构面名称倾向倾角BP坡面31590CM岩层面30022J1裂隙①11060J2裂隙②1585组合交棱线倾向倾角CM—J1223CM—J228721J1—J29759图1K14+150～+900段左侧顺层边坡计算简图表3K14+150～+900段左侧顺层边坡稳定性分析结果计算结构面工况岩体重度γ（kN/m3）岩体体积V（m3）结构面结构面结构面面积A（m2）结构面抗滑力(kN)下滑力(kN)稳定系数Ks倾角θ（°）内摩擦角φ（°）粘聚力c（kPa）层面暴雨工况25.20176022.0016.0084.3020.0013946166800.82计算表明，该边坡在暴雨工况下的稳定系数为0.82，处于基本稳定状态，小于一级公路路堑边坡稳定安全系数1.20，安全储备不足。K14+150～+900段为深路堑，右侧最大直立开挖高度约38m，经赤平投影分析，边坡虽存在外倾结构面J1（裂隙①），但裂隙倾角64°较陡，对边坡整体稳定性无影响，建议采用坡率法分阶放坡，每阶高度不超过10m；左侧为顺层边坡，最大直立开挖高度约39m，经赤平投影分析，边坡稳定性主要受外倾层面控制，经计算，稳定性系数为0.82，小于一级公路路堑边坡稳定安全系数1.20，3.2稳定性计算结果根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）表3.7.7，采用正常工况对该段边坡进行顺层计算分析，由于该段地质复杂,且边坡高达57m，安全系数取1.30，代表性横断面顺层力计算汇总如下表：表4代表性断面顺层力检算结果断面里程顺层体面积/m2顺层体密度/kN.m-3安全系数K顺层视倾角α层面φ层面C下滑力(沿层面)/kN.m-1抗滑力(沿层面)/kN.m-1剩余下滑力/kN.m-1K14+19972225.21.302016208256.37399.0803.4K14+30081925.21.302016209365.58647.8672.5K14+45942025.21.302016204802.83890.0855.4K14+60139725.21.302116204675.73692.9917.04、主要加固措施K14+150～+700段左侧路堑坡脚设置桩板墙加固,桩间距6m，桩长为12～21m，桩截面为1.5×2.5m～2×3m，共84根桩。墙顶边坡采用分级顺层清方，分级高度10m，第二级、第三级边坡坡面采用锚杆框架梁内客土植草防护，锚杆长8m，垂直坡面施作，第一级、第四级、第五级边坡坡面采用方格骨架内客土植草防护。K14+700～+900段左侧采用分级顺层清方，坡面采用方格骨架内客土植草防护。图2顺层加固代表性横断面图图3顺层加固平面图6、结论本文针对K14+150～K14+700段左侧路堑顺层工点，在详细的地勘基础上，综合分析了顺层的特性。在支挡工程设计中提出了针对性的工程处理措施。Reference[1]JTGD30-2015,公路路基设计规范[S].[2]GB50330-2013,建