红砂岩边坡柔性支护处治方案案例

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1、岩土12级生产实习学习资料浏阳至醴陵高速公路K10+218-K10+338（右）、K10+500-K10+634（右）红砂岩路堑边坡柔性支护处治新方法案例介绍长沙理工大学土建学院岩隧系刘龙武2015年6月1.红砂岩边坡工程地质概况2.红砂岩边坡破坏特征及原因分析3.红砂岩边坡柔性支护方案4.红砂岩边坡柔性支护效果附图l:K10+218-KW+338右边坡柔性支护方案设计图附图2:K10+500〜K10+634右边坡柔性支护方案设计图1.红砂岩边坡工程地质概况红砂岩是湖南常见特殊土质，也是出现地质灾害比较严重的区域之一，它的软化系数均比较低，浸水崩解。红砂岩的这种特殊工程性质，使得工程上常常发生

2、问题，而乂得不到妥善的解决，这类事件在国外也时有发生。湖南省的红砂岩跟其他地区的红砂吿成分不一样，主要为红色的粉砂质泥质岩、泥质粉砂岩等，易风化，易分解，结构松散，当岩层处于顺层坡，更易产生滑坡、崩塌等情况。由于红砂岩在湖南分布较广，湖南几乎所有干线高速公路都会通过红砂岩地区。通过研究表明红砂岩多数浸水崩解或略有崩解。按照这类特性把红砂岩分成了三类：第一类：红砂岩浸水崩解或崩解强；二类岩：红砂岩浸水烈略有崩解或崩解不强。而对于同一红砂岩料场，把一类岩和二类岩混合使用，这时候就看填料以那类岩为主，就算哪类岩对待。三类岩：红砂岩浸水完全不崩解，且水稳定性好，强度高，在民间多数用来作为建筑石材使用。

3、湖南浏阳至醴陵高速公路于2010年2月开工建设，其位于湖南中部的浏湘盆地，属于红砂岩土分布区，第二标段开挖路段上层覆着黄褐色、红棕色粘土，下层是红褐色、棕红色粉砂质泥岩，检验结果表明其中含有大量的红砂岩。浏醴高速的红砂岩成分又与湖南省其他地区的红砂岩不同。一般的红砂岩会含有一定量粘土矿物质。而浏醴高速的红砂岩就几乎不含任何粘土矿物，所以它的强度较高，强度分布区间为12〜30MPa:为软质岩。通过室内试验，对浏醴高速红砂岩的工程性质进行了研究，得到了以下几点认识：(1)红粘土干燥后，遇水易崩解或略有崩解(2)通过击实试验确定其最大干密度和最佳含水量，能有利的指导路堑边坡的填筑施工。(3)通过室内

4、CBR试验得出2种土质都能基本满足路堑填筑要求。1.红砂岩边坡破坏特征及原因分析一般来说，由石英砂畀、砂岩类红砂若组成的路堑边坡较为稳定，边坡破坏主耍以坠块、局部崩塌等为主，但当边坡岩体中存在顺层强风化带地质界而及泥化夹层时，则易发生浅层坍滑破坏；当路堑边坡岩石由泥质粉砂岩和泥岩组成时，由于该类岩石已属于膨胀性岩土，边坡的破坏将具有膨胀土边坡滑坡破坏特征。传统稳定边坡的思路一般是放缓边坡或者圬工结构防护，其原理要么是超挖土体减小下滑荷载，耍么硬防护增加其抗滑力.这个方法对于一般的边坡处治确实有效果，但是由于红砂岩工程地质的特殊性，其用于处治红砂岩边坡的效果却不甚理想。浏醴高速路段K10+230

5、〜K10+305右侧边坡坡高14m、坡长100m,原设计采用1:0.75拱形骨架护坡,施工完成不久遇到强暴雨，出现大规模的坍塌（图2.1）;路段K10+500〜K10+634右侧边坡坡高13m、坡K:100m,开挖不久还未采取防护措施就已经滑塌，之后放缓边坡把坡比从1:0.75降坡至1:2，不久再次滑坍（图2.2）。2.1K10+230〜K10+305右侧红砂岩路堑边坡拱形骨架护坡滑塌图2.2K10+500〜K10+634右侧红砂岩边坡放缓边坡滑塌红砂岩边坡垮塌的原因是多方面的，从岩性角度看，红砂岩屮的泥质粉砂岩和粉质泥岩较为质软，抗风化能力弱，且有遇水软化、失水崩裂的崩解特性；从结构上来看，

6、是由于软弱泥化夾层的抗剪强度不够，产生滑动结构面，使边坡垮塌；从外部环境因素看，通常是由于暴雨引起地表水入渗，而导致砂岩风化崩解，特别是雨水渗入到泥化夹层中，能迅速降低其抗剪强度，使岩层垮塌；从饱和土理论看，雨水的渗入使静水压力增大使有效应力减少，从而导致了抗剪强度不够。软弱泥化夹层的力学性质是影响红砂岩边坡稳定的关键性因素，其含水量达到临界含水量时，粘聚力和内摩擦角急剧下降，岩层抗剪强度随之下降，边坡失稳。因此，可以将红砂岩垮塌的主要原因总结为以下几个方面：1,红砂逬中的粉质泥砂若属于软质逬土，且容易风化崩解、遇水软化；2,含有大量软质的泥砂岩结构处，易形成低抗剪强度的滑动结构而；3,雨水渗

7、入泥化夹层经历几轮干湿循环，使得砂岩风化崩解，快速降低其抗剪强度，使岩层滑塌。软弱泥化夹层是影响其边坡稳定的关键因素，随着含水量的增加，砂岩的内摩擦叫逐步增大，粘聚力先增大后减小，红砂岩的泥化夹层达到临界含水量时，粘聚力和内摩擦角急剧下降，岩层抗剪强度随之下降，边坡失稳。由上可知，放缓边坡或者骨架护坡并不能消除软弱的泥化夹层，随着雨水入渗以及风化崩解，必然导致其抗剪强度下降。而且由于蒙脱石等矿物遇