高速公路邊坡加固預(yù)防護(hù)設(shè)計(jì)及工程實(shí)例研究
2015-12-03
為了保證 X高速某段高速公路工程修復(fù)技術(shù)的順利實(shí)施和修復(fù)效果的滿(mǎn)意，結(jié)合本研究段高速公路的填料的特點(diǎn)，對(duì)堆積體邊坡加固設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，以此來(lái)指導(dǎo)X高速某段公路路基工程的施工，確保X高速段公路的施工質(zhì)量及通車(chē)后運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
1工程背景
X高速某段作為交通運(yùn)輸部規(guī)劃的“五縱七橫”國(guó)道主干線(xiàn)的一段，該高速公路地質(zhì)沿線(xiàn)復(fù)雜，尤其是本研究段存在大面積的路基壓實(shí)度不夠，是路基修復(fù)的主要技術(shù)難題。
2邊坡加固面臨的主要問(wèn)題
松散堆積體根據(jù)其失穩(wěn)的主導(dǎo)因素、類(lèi)型、組成物質(zhì)的不同，相應(yīng)的針對(duì)性的防治措施也不同。X高速段公路松散堆積體面臨的主要問(wèn)題是：
開(kāi)挖段落多，邊坡范圍廣，
?、诋?dāng)?shù)亟涤昙?，?duì)松散堆積體邊坡開(kāi)挖后的強(qiáng)度影響極大。如何選擇適宜的工程措施，針對(duì)石忠路松散堆積體失穩(wěn)的邊坡特征提出針對(duì)性加固措施，需要進(jìn)一步研究。
3邊坡破壞形態(tài)及病害分析
3.1破壞形態(tài)分析
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)復(fù)雜地區(qū)松散堆積體路塹邊坡病害的綜合以及對(duì) X高速重慶段公路松散堆積體的路塹邊坡進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，破壞形態(tài)主要表現(xiàn)于以下幾個(gè)方面：
?、賱兟洌簞兟洮F(xiàn)象普遍存在于松散堆積體邊坡中，主要發(fā)生季節(jié)為旱季。表現(xiàn)形式是旱季越長(zhǎng)，蒸發(fā)也相應(yīng)的越強(qiáng)烈，剝落也越嚴(yán)重。由于剝落物主要于在邊坡坡腳或邊溝內(nèi)部堆積，因而容易造成邊溝堵塞。
②沖蝕：沖蝕是指路塹邊坡坡面的松散土層在地表徑流的集中水流沖刷侵蝕作用或降雨作用下，沿坡面形成溝狀沖蝕的現(xiàn)象。
?、勰嗔鳎耗嗔鞯男纬稍蛑饕獮槠旅嫠缮⑼亮Ｅc坡腳剝落堆積物在雨季被水流裹帶搬運(yùn)。
?、芑拢夯露喑薁恳皆谟昙境霈F(xiàn)，呈疊瓦狀成群發(fā)生，滑坡體呈縱長(zhǎng)式。
?、萏禾０l(fā)生在雨季，并較降雨稍有滯后?；媲逦矣胁梁郏w裂隙密布，多由軟弱的夾層或坡腳處滑出，破裂面表現(xiàn)形式為上陡下緩，滑面含水富集，且明顯高于滑體。
3.2病害的成因分析
影響松散堆積體路塹邊坡產(chǎn)生病害的因素，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①巖土特性；②巖土結(jié)構(gòu)；③裂隙；④風(fēng)化作用。
在以上影響因素中，決定路塹邊坡是否會(huì)產(chǎn)生變形的因素，即內(nèi)因，主要表現(xiàn)為松散堆積體的土體結(jié)構(gòu)和土質(zhì)特性；而在路塹邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題中起著關(guān)鍵性作用的外因主要為裂隙、風(fēng)化的作用。
4 邊坡加固實(shí)例
4.1工程概況
2009年6～7月連續(xù)降暴雨，滑坡發(fā)展更加嚴(yán)重，路基位置的路基再次上拱，后緣裂縫持續(xù)下錯(cuò)，邊坡出現(xiàn)大范圍的變形，滑坡處于整體失穩(wěn)狀態(tài)。而且范圍有所擴(kuò)大，K34+370～+440 段出現(xiàn)了大范圍的塌方變形，形成高達(dá) 46m 的高邊坡。
4.2滑坡的穩(wěn)定性分析
據(jù)極限平衡原理，采用條分法分別對(duì)自然工況下和暴雨工況下滑坡的穩(wěn)定性和剩余下滑力進(jìn)行計(jì)算分析。
暴雨工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù) 0.94 至 1.06 之間，滑坡穩(wěn)定程度差，處于不穩(wěn)定 欠穩(wěn)定之間。
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1)設(shè)計(jì)工況選取
根據(jù)滑坡區(qū)地理?xiàng)l件及周邊環(huán)境條件，選取以下兩種工況：
工況一：天然狀態(tài)＋自重；工況二（設(shè)計(jì)工況）：暴雨?duì)顟B(tài)＋自重
2)各種工況下安全系數(shù)的選取
根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ D30-2004）規(guī)定：高速公路滑坡的安全系數(shù)應(yīng)采用 1.20～1.30；考慮多年暴雨的附加作用影響時(shí)，安全系數(shù)可適當(dāng)折減 0.05～0.1。根據(jù)上述規(guī)定，在天然工況下本次滑坡安全系數(shù)取 K=1.20；暴雨工況下本次滑坡安全系數(shù)取 K=1.15。
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如圖1所示，綜合分析各種情況后，根據(jù)該滑坡實(shí)際情況，滑坡處治應(yīng)采用抗滑樁作為主要支擋結(jié)構(gòu)，結(jié)合截排水措施和坡面防護(hù)措施的綜合處治方案。
邊坡的預(yù)防護(hù)措施：設(shè)計(jì)首先對(duì)邊坡采用了預(yù)防護(hù)措施，即坡面噴射混凝土防護(hù)，然后根據(jù)邊坡的坍滑情況采用了掛網(wǎng)和錨桿處治。
掛網(wǎng)噴漿：路段通過(guò)地段樁頂清方形成邊坡采用掛網(wǎng)噴漿進(jìn)行處治。錨桿采用 2φ25 錨桿，孔徑 90mm，灌注 M35 水泥砂漿，錨桿水平間距3.0m；錨釘采用 1φ25 錨釘，孔徑 50mm，灌注 M35 水泥砂漿，坡面噴射 C30砼 10cm。
截排水工程：導(dǎo)致滑坡變形的重要因素為大量地表水對(duì)滑體的入滲。在滑坡體后緣，設(shè) 60cm×60cm 矩形截水溝，采用 M7.5 漿砌片石砌筑，樁頂平臺(tái)設(shè)平臺(tái)截水溝，均采用 M7.5 漿砌片石砌筑。
反壓土石方表面應(yīng)開(kāi)挖臨時(shí)排水溝，保證施工期間的排水順暢?？够瑯豆こ蹋涸诨虑熬壒吠鈧?cè)路肩位置布設(shè)一排 C30 鋼筋混凝土抗滑樁，抗滑樁長(zhǎng)軸沿滑坡變形方向布置；根據(jù)不同斷面情況，分別采用 A 型抗滑樁和 B 型抗滑樁。
A 型抗滑樁截面尺寸 2.4m×3.6m，間距 6.0m，布置于公路內(nèi)側(cè)邊溝外部，
公路內(nèi)側(cè)滑坡前緣邊坡坡腳位置。
B 型抗滑樁截面尺寸 2.0m×3.0m，間距 6.0m，布置于公路內(nèi)側(cè)邊溝外部。
抗滑樁外側(cè)設(shè)外掛擋土板，在抗滑樁內(nèi)預(yù)埋鋼筋后，采用現(xiàn)澆方式實(shí)施。
抗滑樁樁頂預(yù)留 4 孔錨索孔，下階段根據(jù)監(jiān)測(cè)資料確定是否增設(shè)錨索。
③工程處治效果分析
在邊坡預(yù)防護(hù)施工后，基本防止了施工期間的坡面坍滑和泥流現(xiàn)象，為后續(xù)的抗滑樁開(kāi)挖作業(yè)提供了基本保證。利用填方反壓，對(duì)處于變形期間的邊坡穩(wěn)定性有所提高，并保證了抗滑樁開(kāi)挖的順利進(jìn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)以上研究，項(xiàng)目組對(duì) X高速某段滑坡加固工程采用了邊坡的預(yù)防護(hù)措施，即首先對(duì)邊坡采用了預(yù)防護(hù)措施，坡面噴射混凝土防護(hù)。在保證邊坡坡面不出現(xiàn)坍滑的情況下，再進(jìn)行抗滑樁、施工反壓等施工，保證了邊坡處治后續(xù)工程的實(shí)施。
