宜巴高速舒家槽1号特大桥右侧桥基斜坡稳定性分析与处治技术.doc

1、宜巴高速舒家槽 1 号特大桥右侧桥基斜坡稳定性分析与处治技术摘要：本文结合鄂西山区宜巴高速公路 29 标边坡处治施工实践，介绍了宜巴高速公路舒家槽 1#特大桥右侧桥基斜坡的特点，从定性和定量角度分析计算了边坡的稳定性，提出了治理斜坡的具体方案，按既定方案处治斜坡达到了预期效果。 关键词：桥基斜坡 稳定性分析处治技术 中图分类号：TU997 文献标识码： A 1、工程概况 湖北省宜昌至巴东（鄂渝界）高速公路（简称宜巴高速公路）第 29合同段舒家槽 1 号特大桥位于巴东县沿渡河镇舒家槽村二组至六组境内，舒家槽 1 号特大桥为一座整幅式的特大桥梁，桥轴线走向方向角为 275度，近东西向，桥梁起止桩号

2、为 K160+914-K162+014，长 1100 米，桥面宽 2*12 米；桥梁上部结构采用预应力砼 T 形梁连续钢构、连续梁，桥孔和跨径为 7*40+27*30；桥墩采用双柱墩、空心墩，桥台采用 U 形桥台；桥墩采用桩基础，桥台采用扩大基础。该桥 7#墩-14#墩桥基位于沿渡河镇舒家槽村雷打趴子山的南侧顺向斜坡上，下伏坡体岩层自然产状与坡面倾角基本一致，为顺向破，岩体破碎，且在 7-8#上部存在大量松散堆积体，裂隙高度发育，层间结合力差；位于该斜坡的 7-13#墩横向有大部分深入切方，根据现场地形情况，斜坡易产生顺层滑动，极大威胁桥梁结构安全，同时盖梁施工及 T 梁架设无法作业。 图 1

3、 舒家槽 1 号特大桥 7#14#墩桥基斜坡特征 2、斜坡特征 根据钻探和地质调绘，桥址地基地层自地表往下依次是：第四系全新统（Q4）松散堆积层（覆盖层） ，下三叠统嘉陵江组灰岩、泥质灰岩等。斜坡体下伏坡体岩体为灰岩，岩层浅层夹 28cm 的粘土，自然产状与坡面倾角基本一致，岩层层面为 1701843234，边坡坡面为1751833339，为顺向坡，岩体破碎，718#墩上部存在大量松散体，裂隙高度发育，层间结合力差，该斜坡的 7#13#墩横向有部分伸入切方，施工桥梁下构，斜坡将被切割开挖。 2.1 顺向坡稳定问题 按照设计方案桥面高程处靠斜坡一侧山体将被切割。切割斜坡使得岩体结构完整性变差，使

4、得被切割的岩层增加了坡度较陡的一个临空面，为其浅层滑移提供位移空间，在条件满足的情况下斜坡会产生顺层滑动破坏。 图 2：顺层边坡 2.2 斜坡危岩问题 7#8#墩上部斜坡岩体与相邻坡面相比高出 56m，裂隙发育，基岩存在弯曲拉裂破坏面说明在地质历史上该部位岩体发生崩塌破坏。显然，桥基中上部斜坡岩体是危岩体。 图 3：危岩体 2.3 斜坡滚石问题 7#8#墩斜坡不同高程都覆盖有厚度为 01.5m 的结构松散碎石块层，粒径多为 5cm200cm，且不同部位粒径大小分布不同。由于斜坡坡度为 2842比较陡，这些结构松散的碎块石体较易沿斜坡滚动而造成灾害。 图 4：滚石危害 2.4 岩溶及风化问题 边

5、坡桥址区岩溶现象发育且岩层存在龟裂风化，桥基所在斜坡岩体岩层层面和节理裂隙面溶蚀明显，岩溶问题对桥台稳定性影响极大，易引起桥梁基础坍塌、沉降。浅层层面和裂隙充填有粘土。层面和节理裂隙的溶蚀与充填，降低结构面的强度，进而降低斜坡岩体的完整性和稳定性。 图 5：岩溶风化情况 3、稳定性计算分析 根据斜坡形态特征，可将斜坡分为区、区、区三个区，如图1 所示。 3.1 典型剖面的选择与潜在滑面的确定 在桥基斜坡三个区顺坡向分别各选一个典型剖面，即 I-I剖面、II-II剖面和 III-III剖面，如工程地质平面图 1 所示。根据斜坡工程地质调查和斜坡开挖情况以及开挖处揭露的岩层结构特征，确定每个剖面的

6、潜在滑动面。斜坡开挖破坏表层岩层的完整性，改变斜坡自然形成的平衡状态，为降雨入渗提供良好的通道：切割次数越多、开挖深度越大，对斜坡岩体的完整性和稳定性影响就越大，为岩层变形提供滑移空间。28 标段和 29 标段便道施工将整个桥基斜切割坡 2 次，桥面斜坡开挖切割二区和三区斜坡。因此，在图 6、图 7 和图 8 中的 I-I剖面、II-II剖面和 III-III剖面分别选取 5 个、7 个和 8 个潜在滑动面。 图 6：I-I剖面及潜在滑动面 图 7：II-II剖面及潜在滑动面 图 8：III-III剖面及潜在滑动面 3.2 计算方法 根据岩土工程勘察规范 （GB50021-94）和“公路路基规

7、范设计”（JTJ013-95）的规定与要求，对舒家槽一号特大桥斜坡的典型工程地质剖面（I-I 、II-II 、III-III ）进行基于刚体极限平衡方法的多方案的稳定性计算分析。采用传递系数法计算斜坡的稳定性，计算公式如下：式中，-滑坡稳定性系数； -传递系数； -第 i 计算条块滑体抗滑力（KN/m） ； -第 i 计算条块滑体下滑力（KN/m） ； -第 i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力（KN/m） ； -第 i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kpa） -第 i 计算条块滑带土的内磨擦角标准值（） -第 i 计算条块滑动面长度（m） ； -第 i 计算条块地下水流线平均倾角，

8、一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值（） ，反倾时取负值； -第 i 计算条块自重与建筑等地面荷载之和（KN/m） ； -第 i 计算条块底面倾角（） ，反倾时取负值； -第 i 计算条块单位宽度的渗透压力，作用方向倾角为（KN/m） ； i-地下水渗透坡降； -水的容重（kn/） ，取 10； -第 i 计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积（） ； -第 i 计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积（） -岩土体的天然容重(kN/)； -岩土体的浮容重(kN/)； -岩土体的饱和容重(kN/)； -第 i 计算条块所受地面荷载（KN） 3.3 计算工况 考虑如下三种工况，分别进行分析计算。

9、 工况 1：天然状态+开挖切坡 工况 2：天然状态+开挖切坡+暴雨状态 工况 3：天然状态+开挖切坡+地震状态 3.4 安全系数确定 舒家槽 1#特大桥桥基斜坡安全等级为一级，根据规范要求，其安全系数为 1.30。 3.5 计算结果 通过计算得到三种工况下各剖面各滑动面岩体的稳定系数，如表 1所示 表 1 舒家槽 1#特大桥桥基斜坡稳定性计算成果 3.6 斜坡稳定性分析与评价 舒家槽 1#特大桥桥基斜坡稳定性分析与定量计算表面： （1）已开挖的斜坡在没有暴雨和地震作用下，舒家槽 1#特大桥桥基斜坡的稳定性系数都大于 1.01，但斜坡浅表层岩层的稳定系数最小，其中，29 标便道切割处至桥面切割处之间的浅表层岩层稳定系数为 1.018和 1.077，远小于安全系数 1.30；28 标便道切割处与 29 标便道切割处之间的斜坡稳定系数为，1.150、1.452 和 1.144，局部小于 1.30。 （2）已开挖的斜坡在暴雨作用下，28 标便道切割处与 29 标便道切割处之间不利岩层的斜坡稳定性系数为 0.870、0.864 和 0.786，均会发生浅层滑坡失稳；28 标便道切割处以上斜坡不利岩层稳定性系数为0.849、0.684 和 1.137，多处发生浅层滑坡失稳，局部暂时稳定；桥面切割处以上斜坡不利岩层稳定性系数为 1.132、1.071 和 1.034，斜坡暂时稳定。