高速公路滑坡治理及边坡预加固分析
来源:用户上传
作者:庞皓杰
摘要：文章以位于柳州市柳南区洛满镇境内的柳州经合山至南宁高速公路№1合同段工程为例，对其桩号K10+340～K10+580段右侧边坡滑坡发生过程及原因进行分析，并提出了边坡滑坡治理及预加固方案。通过北斗在线实时监测系统对该公路路基边坡滑坡治理及预加固效果进行了监测，结果表明治理及预加固效果良好，且加固完成后边坡逐渐恢复稳定状态，避免了重大损失的发生，为工程顺利完工提供了保证。
关键词：高速公路；路基；滑坡治理；边坡加固
中图分类号：U418.5+2-A-25-075-3
0 引言
结合我国高速公路工程建设及运行实践经验，路堑滑坡是常见的地质灾害形式，且分布范围十分广泛，地形陡峭且降雨丰富的地区发生公路路基边坡滑坡失稳的可能性非常大。通过对公路路基滑坡灾害机理及防止措施进行研究，从而充分认识滑坡产生机理并深入分析引起高速公路路基边坡滑坡可能的原因，加强对高速公路路基边坡地质情况的勘察及实时监测，掌握边坡失稳及滑坡变形的形成原因及发展趋势，在此基础上，通过分析公路路基滑坡发生过程中所存在的复杂的物质及能量转化关系，采取切实可行的治理加固措施，达到有效治理高速公路路基边坡滑坡的工程目的。
1 工程概况
柳州经合山至南宁高速公路№1合同段起止桩号为K0+000～K18+600，线路长18.6 km，该公路段地处柳州市柳南区洛满镇境内。线路按照双向四车道设计，路基宽度为26.5 m，设计行车速度为120 km/h。柳州经合山至南宁高速公路K10+340～K10+580段右侧边坡滑坡位于柳州市柳南区洛满镇境内，地理坐标位置为东经 109°09′27″，北纬 24°21′25″。该滑坡分布高程为245～299 m，滑坡段左右及上下长度分别为280 m和270 m，主要表现为圈椅状形态，滑坡体平面面积约为60 000 m2，厚度在10～30 m，平均厚度约20 m，滑坡方量达到120×104 m3，属于深层推移式大型滑坡。
2 滑坡原因分析
为展开对该高速公路路基滑坡的有效治理，确保线路边坡顺利施工，对K10+340～K10+580段右侧边坡地质情况进行了勘探调查，基于此对滑坡形成机理及边坡稳定状态进行了定性分析。滑坡段路堑自上至下地层岩性分别为第四系残坡积层（Q4el+dl）、崩积层（Q4col）及石炭系下统大塘阶（C1d）地层。结合补充地质勘查资料和相关实验结果，该公路路基边坡范围内岩土体物理力学参数取值具体见表1。
该高速公路路基边坡滑坡段一级边坡出露地层主要为砂质泥岩间夹薄层页岩；二级边坡出露地层为含砾石砂岩和泥岩；三级边坡出露地层则为全风化泥质砂岩薄覆盖层。进入雨季以来的持续性强降雨使坡面严重汇水，积水持续下渗后使岩土体达到饱和状态，一级边坡岩体出现明显的地下水外渗，坡脚处大量积水。与此同时，坡脚饱和砂质泥岩因长期受到上覆岩土体自重作用而出现剪切破坏［1］，致使路基边坡出现浅表层坍塌。
滑坡目前处于蠕动变形阶段，滑坡范围内主要为长弄屯居民区，该路基边坡滑坡的存在直接威胁到前缘在建柳州经合山至南宁高速公路及滑坡体上居民的生命财产安全。根据相关规范，可将该滑坡体危害程度及防治工程等级确定为Ⅰ级，危害性非常大。为此，必须对该滑坡体进行勘查治理。
3 滑坡治理及预加固
结合本公路路基地质条件及类似工程边坡加固实践经验，经过反复论证，提出以下路基边坡滑坡治理及预加固方案：滑坡体前缘临时回填反压+前缘抗滑桩支挡+桩顶加筋土反压+滑坡体排水+优化原边坡防护［2］。
3.1 前缘临时回填
该措施主要用于高速公路施工期间路基边坡滑坡段的临时治理，以避免滑坡持续加剧后因滑坡体连通而形成贯通性滑坡，确保加固治理过程中施工的安全性。具体主要是在该公路路基开挖坡脚处回填堆土起到反压作用，堆土顶部设计标高为255～256 m，且填土高度至少应为8 m，填土压实度必须达到90%及以上。为便于后期桩基施工过程的顺利进行，抗滑桩施工过程中坡脚处开挖回填反压填土标高应高出抗滑桩顶系梁，并使用透水性材料填筑回填反压体底部1.0 m的区域，同时加强渗沟施工，确保坡面顺利排泄渗水。
3.2 抗滑桩双排支挡
结合该公路路基滑坡段边坡稳定性分析结果，滑坡体体积较大，且滑坡体前缘滑动力余值大，存在较大的引发滑坡体潜在滑动的可能性。此外，滑坡体前缘即为公路路基，滑坡直接影响长弄屯住户的人身财产安全，必须将抗滑桩双排支挡增设在滑坡体前缘及其中部以增强加固效果。
该公路路基边坡滑坡治理主要采用桩径为2.5 m的门型双排圆桩，按照4.0 m间距和5.0 m排距设置，钢筋混凝土连系梁增设在桩顶，以形成门型排桩结构。桩体为钻孔灌注桩结构，设计桩长为20～30 m，通过C40混凝土浇筑，滑动面以下钻孔灌注桩设计埋深应不超出桩长的1/3。连系梁也采取钢筋混凝土浇筑方式，矩形截面长和宽分别为2.5m和2.2 m。抗滑桩桩顶比施工平台高出4.0 m，连系梁顶部则和抗滑桩顶部高度一致。
为保证抗滑灌注桩成孔质量，必须在成孔过程中、终孔后、混凝土灌注前均加强成孔质量检查，采用JL-IUDS（B）智能超声成孔检测仪进行桩基几何尺寸检验，严格按照表2规定进行成孔质量控制。
3.3 桩顶加筋土反压
在完成双排抗滑桩支挡施工的基础上，采用加筋土填筑桩顶平台，填筑后按设计压实度碾压，按照2.0 m间隔在土层内竖向设置1层钢塑土工格栅，格栅主要通过锚筋锚固在边坡，锚筋在格栅外部反包2.0 m宽度，坡比按照1∶1.2确定，坡面植草。同时在加筋土内部增设L型排水沟，沿其底部和挖方边坡坡面交界处，在加筋土内侧设置地下水碎石排水层。
3.4 地表封闭
该高速公路路基边坡失稳的主要诱因为雨水和地表水入渗，为此，必须保证坡面地表排水及坡体排水系统顺利运行，以促使地表水、坡体渗水及时排出坡体外。方法是回填封闭地表开裂部位，并沿滑坡周界布设浆砌片石排水沟，起到拦截、引排地表径流的作用，防止其进入滑坡体结构内部。
nlc202211181716
3.5 优化原边坡防护设计
本公路滑坡段右侧路堑边坡在滑坡发生前主要采用抗滑桩和两级锚杆格梁结合的防护设计，桩长为20 m的抗滑桩按照5 m间距设置。结合边坡稳定性分析，采取设计方案治理并加固边坡后路堑整体已达到基本稳定状态，此时可取消滑坡治理前所设置的抗滑桩和锚索格梁，改为护面墙+植草护坡的防护结构，以简化加固过程，降低工程造价，提升生态效益。
3.6 排水工程
地表截水工程布设于滑坡后缘周界，顺地形布设，设计总长度为344 m。为满足村民日常生活排水需要，在滑坡体表面设置地表排水沟，设计总长度为535 m。根据汇水面积和拟设排水沟的工程地质条件、沟道坡降的变化，排洪沟采用矩形断面（0.4 m×0.4 m），底板厚0.3 m，回填土的密实度≥85%。
4 加固效果评价
该高速公路路基边坡滑坡发生于3月7日，于当日开始进行地质勘查和加固治理方案的拟定，3月9日开始边坡治理加固施工，持续至6月28日完成边坡加固。在完成该高速公路路基边坡滑坡段治理后采用北斗在线实时监测系统进行治理加固效果及变形情况监测［3］，Δx（E）表示监测点东西向位移，Δy（N）表示监测点南北向位移，Δz（U）则表示监测点纵向位移。通过分析代表性监测点监测结果（图1）可知，监测数据变化较大的测点主要出现在滑坡治理期间，且变形主方向与滑坡滑动方向吻合，在滑坡治理期间施工扰动的影响下，位移量较小，待滑坡治理结束后边坡恢复稳定状态，完成抗滑桩施工后支护结构稳定，滑坡治理效果较好。监测期间，因GPRS数据传输通道存在拥堵，故部分时段监测结果存在较大幅度波动，但是这种短时波动对监测结果并无较大影响。
5 结语
综上所述，通过对柳州经合山至南宁高速公路№1合同段K10+340～K10+580右侧边坡滑坡发生过程、原因及治理加固措施的分析，主要得出以下结论：该公路边坡路堑滑坡发生的诱因主要为地下水和地表水的下渗，故而在路基边坡勘察设计过程中，应以滑坡严重段边坡地质情况勘探调查为重点，在勘察基础上对滑坡形成机理及边坡稳定状态进行综合评价，
基于此提出可行的滑坡治理及坡加固措施方案，防止滑坡风险的持续增大。对于包括本工程在内的大多数高速公路边坡治理工程而言，边坡支护施作的滞后及临空面长期暴露是推动路堑边坡滑坡发生的直接原因，故而在边坡滑坡治理及预加固中必须加强组织管理，保证边坡滑坡发生后滑坡原因调查、治理方案设计、病害区域开挖、前缘临时回填、抗滑桩双排支挡、桩顶加筋土反压、地表封闭、原边坡防护设计优化及地表排水等治理防护过程井然有序地推进，确保取得良好的治理加固效果。
参考文献
［1］劳 祺.高速公路路堑边坡滑坡分析与治理［J］.西部交通科技，2019（8）：18-21，33.
［2］文堂辉，徐宇峰.公路路基边坡滑塌类型及路基边坡稳定设计［J］.工程建设与设计，2018（9）：156-158.
［3］李玉泉，萧拥军.江岸公路路基滑坡抗滑桩治理效果的数值分析［J］.内蒙古科技与经济，2018（11）：89-91.
作者简介：
庞皓杰（1989―），工程师，主要从事高速公路施工监理工作。
nlc202211181716
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15442370.htm
