市政道路中对顺层软弱滑动岩质边坡的计算分析及处置方案.pdfVIP

市政道路中对顺层软弱滑动岩质边坡的

计算分析及处置方案

摘要：以某市政道路设计中岩质边坡工程为背景，从边坡地质状况、边坡地

质参数、边坡坡顶现状构筑物(结构物)的分布情况、边坡的高度、关键技术和技

术规范等方面对不同段的边坡进行计算分析，得出了不同的治理方案，有效保

证边坡的稳定和安全的前提下，节约造价。

关键词：岩质边坡、顺层、软弱滑动面、计算分析、处置方案

0、引言

该道路工程，右侧存在外倾软弱结构层面的高切方岩质边坡。边坡由砂泥岩

互层组成，砂泥岩之间填充有泥化夹层。边坡开挖过程为:边坡开挖→坡体应力

调整→形成纵向卸荷裂隙→降雨（人为）入渗形成水柱推力→边坡岩块蠕动变形

→形成局部剪切破坏→继续发展→卸荷裂隙面贯通至岩层层面或砂泥岩接触面→

边坡产生滑动破坏。

本文依托该市政道路工程设计为背景，进行了软弱层外倾结构面的岩质边坡

的计算分析，从边坡破坏机理、边坡高度等方面进行综合分析，并得出相应的处

置方案。

1、工程概况

该道路为快速通道，其分为东西两段，设计为双向八车道，过车路面宽约

40.0m。拟建道路从低山丘陵区通过，形成高陡路堑（挖方）边坡和路堤（填方）

边坡。

该岩质边坡(顺向坡)坡体存在两种情况,第1种沿砂、泥岩接触面发生滑移

破坏,在地下水长期侵蚀软化下,砂泥岩接触面内聚力和内摩擦角降低,从而导致

边坡卸荷裂隙发育部分岩体沿砂泥岩接触面变形滑移破坏;第2种沿泥岩体内部

泥化夹层发生滑移破坏,泥化夹层在风化、地下水等因素长期作用下,其内聚力

和内摩擦角逐渐降低，岩质边坡(顺向坡)可能沿泥岩体内部泥化夹层变形破坏。

2、边坡破坏机制分析及分类

2.1边坡破坏形式分类［1］

边坡的破坏形式有如下典型几种形式：崩塌、落石、危岩、倾倒、错落、滑

坡、坍塌等以及它们的组合形式，如滑动式崩塌、倾倒转化的滑坡、错落式滑坡

等。

2.2边坡破坏机制分析

破坏机制主要分为岩层结构、水及人类、工程活动三个方面。

1）岩层结构

该道路右侧边坡为外倾软弱层结构面［2］的岩质边坡，边坡可能沿顺层层面

发生变形破坏。

2）水

地表水下渗通过地表径流直接向边坡裂缝或潜在危险结构面下灌，造成结构

面饱水，结构面抗剪指标下降，进而可引起整个边坡失稳变形。

3）人类工程活动

在发生变形前，边坡施工从开始至发生规模较大的变形破坏，在这个阶段中

开挖形成的边坡无任何防护措施，降雨时，开挖形成的坡面受到大气降水的直接

冲刷和侵蚀，且在开挖过程中并未进行逐级施工逐级防护，采用一坡到顶。

同时，爆破开挖使得原本较为破碎的边坡岩体更加破碎，直接降低了边坡岩

体的整体完整性，也可能导致下部岩体在原有应力环境下变形加大，进而影响整

个边坡的稳定性。

3.边坡稳定性计算与分析

3.1典型边坡计算模型与计算方法的确定

根据该道路右侧边坡的高度、上覆土层的具体物质组成及下部岩体的结构面

形态［3］，边坡主要涉及如下两种顺层边坡坡体结构：

1）软弱结构面夹层的坡体结构，砂泥岩互层，可能的失稳破坏模式为岩体

依附软弱结构面夹层产生滑动。

2）覆盖层边坡的坡体结构，可能破坏模式为覆盖层沿下伏基岩顶面下滑。

3.2荷载

作用在人工边坡上的荷载主要有坡体自重、地下水作用力、地震力。

3.3计算工况

考虑本工程的实际情况，去最不利的工况进行计算分析：饱和自重+饱和抗

剪强度，稳定安全系数取1.35。

3.4滑动面抗剪强度指标取自地勘报告。

3.5分析计算结果

根据边坡高度及边坡顶是否有重要建(构)筑物的情况，分三种典型断面进行

分析计算：

3.5.1典型断面一计算分析

该段边坡为最高约90m的高挖方边坡［4］。根据地勘报告建议及业主要求，

结合规范［5］，采用动态设计，信息法施工的方案进行该段边坡的设计施工。将

该段作为边坡的试验段进行实施。首次采用1:2.25坡率进行开挖，开挖后经过

一段时间监控量测，发现边坡出现裂隙，后续继续发展，造成坡体出现大量宽大

深度较深的裂缝。地勘单位重新勘察，设计根据调整后的地质参数，将坡率调整

为1:4，平台为5m。开挖后，坡体整体稳定，存在局部掉块现象，采用挂网喷播

植草的方式解决了局部掉块现象。经过后期沉降观测，坡体无沉降变形，整