作者：武锡荣;陈书红;冉云明

　　摘要:高速公路的边坡，尤其是高填方边坡稳定一直是备受关注的技术问题。本文结合国家重点公路杭州至兰州线重庆奉节至云阳段高速公路，对高填方公路边坡稳定计算进行分析，供同行参考。
　　关键词:边坡；高填方；稳定计算
　　
　　一、工程概况
　　
　　杭州至兰州线重庆奉节至云阳段高速公路中拟建的郭家池大桥0#桥台的南侧即拟建中梁子桥南西侧为填方边坡，该边坡总体呈弧形，长220.00m，最高为56.20m，共设5级。填方路基坡脚拟设一拱形坝对填土进行支挡，坝高28m，坝顶标高178.00m。填方路基路面设计标高228.94～234.20m。
　　
　　二、填方边坡填料评价
　　
　　（1）填料的来源、粒径、物质组成及密实性
　　该填料系在建的财神梁隧道之弃碴，财神梁隧道之弃碴由三叠系中统巴东组（t2b）的弱风化～微风化泥质灰岩、粉砂岩及页岩碎块石组成。碎块石粒径10～1200mm，稍湿，稍密～中密。
　　（2）填料的溶蚀性
　　该填料主要由泥质灰岩夹页岩及少量的粉砂岩组成，页岩有遇水膨胀，温度高低反复交替风化的特性，即其抗风化的能力低，从而降低岩石的强度；泥质灰岩遇水后其间碳酸盐易溶解，被水带走后，岩石内形成新的溶隙、溶孔，破坏岩石的完整性，如遇水循环交替频繁则更易发生。WWw.11665.com故该高填方路基的填料，未来在地表水及地下水作用下，很可能形成新的溶隙、溶孔，进而发展为空洞，影响填料的填筑质量，降低填料的密实度，地表产生不均匀沉降，影响路基的稳定性。
　　（3）填料的软化性
　　该填料主要由泥质灰岩夹页岩及少量的粉砂岩组成，据室内试验对弱风化泥质灰岩及页岩的测试，弱风化泥质灰岩的软化系数为0.70～0.74，属软化的岩石，弱风化页岩的软化系数为0.68，属软化的岩石。
　　
　　三、边坡工程分析
　　
　　于拟建金盆中桥的南侧即里程gk0+170～gk0+240段为挖方边坡，该边坡呈直线型，长70.00m，高5.00～22.34m。
　　边坡组成（由上至下）：a、第四系全新统崩坡积（q4c+dl）块石土，厚1.00～4.10m；b、三叠系中统巴东组（t2b）的泥质灰岩，其中强风化段厚5.00～8.10m，弱风化段厚0.00～10.14。
　　未来边坡形成后，顶部土层及中上部强风化基岩部分，其自稳能力差，易发生滑塌，建议按1：1.00进行放坡，并作好排水及封闭处理。中下部即由弱风化基岩段由裂隙结构面赤平投影分析（见图5.1），边坡稳定性主要受产状为310～340°∠45～83°及220～250°∠60～76°组合影响（交线产状为295°∠65°），边坡可能楔形体破坏。
　　
　　四、边坡稳定性分析
　　
　　该填方边坡沿北东至南西方向基岩面较缓，基岩面倾角5°～10°，原地沟谷顺沟谷方向地形也较平缓，地形坡角为5°～10°。故未来边坡形成后，边坡不会沿基岩面或原地面滑移，易沿填土边坡内部发生滑移。由于该边坡主要由人工填筑土组成，填料为在建的财神梁隧道之弃碴，其主要由弱风化及微风化泥质灰岩碎块石组成，含极少量的粘粒，该填土在堆填时，经分层碾压筑实。
　　该填方边坡未来将沿其内部发生滑移，由于其由弱风化及微化泥质灰岩组成，其内聚力近似为0，故边坡稳定主要信赖于内摩擦角，边坡破坏形式为平面滑动，滑面破裂角取45°+φ/2，φ为填土的内摩擦角，经现场对填土作休止角试验，未经压实的填土天然休止角为30°，未经压实的填土饱和休止角为26°，经碾压筑实的填土天然休止角为42°，经碾压筑实的填土饱和休止角为40°。

　　五、高填方稳定性计算
　　
　　对两个方向对高填方稳定性进行计算。一是沿原沟谷方向，二是垂直原沟谷方向。以第一方向为例，稳定性计算发方法如下：
　　1、计算模型及公式的选取
　　滑面为平面型，按照《建筑边坡工程技术规范》推荐的公式（5.2.4）对边坡的稳定性进行计算。
　　（1）稳定性计算公式
　　ks=r/t=｛[γvcosθ+dsin(β-θ)]tgφ+ac｝/[γvsinθ+ dcos(β-θ)]
　　动水压力计算公式
　　d=γwhacosθsinβ
　　（2）剩余下滑力计算公式
　　p=fst?t-r
　　2、参数及工况的选取
　　(1) γ-填土重度，天然取25.0 kn/m3，饱和取25.5kn/m3。
　　（2）c-结构面粘聚力取0；
　　（3）φ-结构面内摩擦角天然取42°，饱和取40°；
　　（4）θ-破裂角取45°+φ/2
　　工况一：边坡形成后的自重+旱季+三峡水库坝前156m（吴淞高程）至此的回水位154.742m；
　　工况二：边坡形成后的自重+暴雨+三峡水库坝前156m（吴淞高程）至此的回水位154.742m；
　　工况三：边坡形成后的自重+三峡水库坝前175m（吴淞高程）至此的回水位173.242m降至三峡水库坝前156m（吴淞高程）至此的回水位154.742m。
　　3、计算结果与评价
　　按最不利工况即工况三，计算得其稳定系数为0.34，剩余下滑力为4465.03kn/m。均不满足规范要求。
　　
　　六、治理措施建议
　　
　　据现场勘察地面、工程地质调查及钻探揭露，该区主要不良地质现象为崩塌堆积体和岩溶。
　　1、崩塌堆积体
　　主要分布于高填方路基的沟谷及两侧，基主要由主要由泥质灰岩、页岩碎块石夹少量粘土组成，土石比为2：8，碎块石粒径10～1500mm，稍湿，松散，具架空现象，钻进中垮孔，跳钻，漏水。厚度3.00m～21.54m，其现状总体稳定。仅于拟建高填方路基之沟谷右侧由于开挖，崩塌堆积体表层出现局部滑塌现象。总体上勘察区崩塌堆积体稳定，仅局部由于开挖临空，产生滑塌现象。未来基础施工时应作好对崩塌堆积体的防护工作，如采取放坡或临时支护、排水等措施。
　　该崩塌堆积对拟建互通式立交的影响主要表现在：一、崩塌体自身的安全储备低，边坡开挖易发生滑塌。二、未来填方加载于崩塌堆积体将会降低其稳定性，造成填方沿原地面滑动或崩塌堆积体与填方一起沿基岩面滑移。三、该区位于三峡工程涨落区，未来三峡水位的降落将对其稳定性产生不利影响。四、高填路基的堆填工艺不当将会引起高填路基发生不均匀沉降。
　　治理措施建议如下：
　　一、严禁对崩塌堆积体进大挖，以免降低其稳定性。二、作好对崩塌积及未来填方边坡的支挡，这是最为关键和重要的。三、在对高填方路基进行支挡设计时应充分考虑由于三峡库区江水涨落对其产生的重要不利影响，即要考虑支挡构筑物外江水对其产生的静水压力，同时也要考虑其水位降落时所产生动水压力对拟建支挡构筑物的不利影响，同时也应考虑坝区内即高填路基范围内水对坝区内填料的淘蚀作用，形成新的空隙，降低填料的密实度。四、作好高填路基内部及表层的排水措施，并进沉降观测。
　　2、岩溶
　　据本次钻探揭露，岩溶于泥质灰岩中较发育，主要以溶隙现象存在。于拟建拱坝处钻探揭露一溶洞，其埋深15.29m，洞径5.61m，洞室顶板高程为142.08m，底板高程为136.47m，其间充填黄褐色软塑状的亚粘土及灰褐色的砂土，夹粒径为10～30mm灰岩碎石。据工程物探测试：泥质灰岩岩体破碎，溶孔溶隙发育。大的溶洞仅于bzk10处发现，其余地段未发现。总体勘察区岩溶现象较发育，但大的溶洞、暗河等影响工程建设的岩溶现象不存在。
　　岩溶对拟建互通式立交的影响主要表现在：一、降低了岩体的完整性，相应降低了岩质地基的承载力。二、为地下水（尤其是岩溶水）对工程的不利影响创造了条件。三、为拟建工程基础下卧层提供了软弱面，破碎带。
　　治理措施建议如下：
　　拟建挡土坝地基的岩溶进行有效处理，如采用桩基础穿越溶洞或将拟建坝址向上游移动，避免不良地质---岩溶对其造成影响。