山区公路滑坡治理

2014-01-24 03:36
中国新技术新产品 2014年4期
关键词:挖方卸荷抗滑桩

李 军

山区公路滑坡治理

李 军

本文以昆石高速公路滑坡路段为研究案例,探讨了滑坡产生原因,分析了山区公路滑坡治理的技术要点。

山区;公路;滑坡;治理

一、概述

山区公路由于受地形、地貌的影响,路基设计多为深挖高填,边坡的稳定与防护便得显尤为重要。尽管设计部门精心考虑,山区公路因其特殊的地理条件,在修建之中与建成之后,滑坡仍不可遇见地发生,成为危害山区公路的主要病害之一。本人便结合在昆石高速公路工程建设中所遇到的滑坡问题,谈谈滑坡治理。

二、工程概况

图1 昆石公路K22+900~K23+180滑坡平面示意图

昆石高速公路滑坡路段为K22+900~K23+180,位于三家村段松茂互通立交范围内,是主线与匝B相结合部位。该段路基开挖高度12米,于4月中旬开挖完毕。该滑坡是4月底一场大雨之后产生的,滑动区长约175m,宽约80m,由三个大小不等的滑坡体组成。其中I、II号滑坡已产生剧滑,III号不稳定体仍处于蠕变阶段,滑坡的产生,导致开挖成形的边坡及截水沟遭到严重破坏,并在路槽上形成规模可观的滑坡鼓丘。

三、滑坡原因分析

该段路基滑坡发生之后,我们多次深入现场对滑坡现状进行详细调查,分析滑坡外表地形滑动面,滑坡体的土质及饱水情况,以弄清形成滑坡的原因,对症下药及早整治。根据地貌形态、地表植物表现特征等分析,滑坡处在古滑坡体上;该区表土中竖向裂隙发育,雨季由大气降水形成的坡面流过裂隙快速渗入到土中,一方面使粘土饱和,另一方面润滑土岩结合部位。我们还委派专人设观测点,观测滑坡的发展。随着云南雨季的来临,滑坡日益严重,裂缝逐渐发展至5~6米宽。根据滑坡形态、滑坡厚度等因素分析判断,此滑坡属于牵引式中浅层滑坡。

现场的调查结果及对滑坡体的综合分析证实,诱发滑坡的主要因素有二:一是土方开挖,挖方卸荷,土体被扰动,使古滑坡前沿失去了维持其稳定所需的抵抗力;二是丰富的地下水及地表水的影响。

由于该滑坡是座落在古滑坡体之内,而边坡组成物质是易于饱和、排水性能较差的粘土层,且表层粘土与下伏风化玄武岩的接合面(土岩交界面)呈顺坡向倾斜的不利组合,如此,在边坡土体饱和、土岩结合面饱水、古滑坡前沿挖坡卸荷的情况下,使原本已稳定平息的古滑坡部分复活,产生了新的滑动。

四、滑坡的勘测与稳定性评价

(一)滑坡勘察

要处治滑坡必须查明滑床性质及滑坡体附近的地质构造,水文条件,滑坡的勘测一般采用地质调查法,同时辅以传递系数计算推力,进行滑坡稳定性验算。

结合现场实际情况,勘察时沿滑坡主轴布设较完整勘察剖面,孔间距20~40米,孔深15米,另在围椅外及围椅内适当布设少量钻孔和探坑,滑坡鼓丘及下路缘各布设一个钻孔,共布设钻孔12个,探坑2个。

(二)滑坡稳定性验算

根据勘察所确定的滑动面形态,土层物理力学性质,对I号、II 号

滑体的稳定性进行了定量计算。

滑动面为折线形,采用传递系数法进行稳定性验算。

通过计算,I#滑坡:抗滑安全系数Ks=1.002; II#滑坡:抗滑安全系数Ks=1.005

(三)稳定性评价

I、II号滑坡目前处于剧滑后的暂时稳定阶段,III号不稳定体处于蠕变阶段,在它们的平衡条件没有再次遭到破坏的情况下,不会产生明显的滑动,但在外部不利因素如:长时间降水、土体极度饱和、坡前卸荷、地震等影响下,滑体将会再次产生新的滑动,III号不稳定体的变形将会进一步增长。

图2

五、滑坡治理

(一)削坡减载

通过我们对滑坡体的仔细分析和反复试算,针对该段挖方路基滑床上陡下缓,滑坡后缘及两侧的地层比较稳定的现状,我们对滑坡体首先采取了削坡减载措施,然后对减载后的滑坡体渗水严重的薄弱地段(K23+020~K23+100)做深层排水处理。

原设计中该段挖方路基考虑两台边坡,台宽2米,边坡坡比为1:1,减载处理时我们将滑坡体由下而上按1:1.5、1:1.75、1:2的坡比以8米坡高设2米宽平台分级削坡减载。边坡减载后最高处达40米,减载土方达10万m3。由于滑坡顶部的下滑推力大,减载施工时自上而下进行。

(二)排水

一般情况下,水是诱发滑坡的主要因素之一,所以要根治滑坡不论采用何种方法都必须做好排水处理。排水处理又分为地表排水与地下排水。

1 地表排水

排除地表水的方式与挖方路基堑顶设截水沟相同,即在距滑坡体裂缝5米外设置截水沟,将滑坡以外的地表水予以拦截、引离,不让其流入滑坡面内。根据滑坡的具体情况,我们采用了环形排水沟,沟底宽30cm,高60cm,沟底及沟壁用7.5#浆砌片石防护。

对于滑坡形成的卸荷及牵引裂缝用粘土进行夯填,以阻止大气降水沿裂缝渗入到边坡土体内。

2 地下排水

该段路基边坡渗水严重,山上泉眼出露,是形成滑坡的主要原因之一。因此排除地下水是治理滑坡的关健所在,地下排水在削坡减载后进行。

为疏干潮湿的边坡,我们在减载后的第一台、第二台边坡上分设两排Φ110PVC深层排水管(见图2)。排水管单孔长12米,间距3米,管外用土工布包褒,每排排水管呈带状分布,排水管下缘设急流槽与路基边沟和平台排水沟连通,将排水孔疏导出的水排走。

(三)抗滑处理

对于规模不大的滑坡,可采取减载、修建挡土墙等措施进行处理。由于该段滑坡体规模较大,且呈发展趋势,我们采取了减载与抗滑处理的综合治理方案:继减载、排水减小滑动力之后,在适当时机进行抗滑工程施工。

抗滑工程使用较为普遍的是抗滑桩。抗滑桩是一种用桩的支撑作用稳定滑坡的有效抗滑措施。抗滑桩设置在滑坡前缘,它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固,抵抗滑坡的推力作用。抗滑桩可根据路基所处滑坡体位置,设成单排和多排。K22+900~K23+180段路基处在滑坡体下缘,我们将抗滑桩沿路基边沟外侧设置成一排,设计为1.5m×1.4m的钢筋砼矩形桩,桩长12米(抗滑桩穿过滑动面,锚固在稳定岩土内5米),桩距5米,彼此用承台联接,联合起来形成滑坡支挡排架。施工时采用人工挖孔的方式施工,为尽量减少切割滑坡支撑部分,采用间隔跳槽法施工。孔壁用厚50cm的C20砼进行支护,并做到随挖随护。

图3 K22+900~K23+180挖方边坡减载立面图

图4 K22+900~K23+180段滑坡体排水设计平面图

(四)修建挡土墙

由于原设计中边坡坡脚处设计了高为2米的上挡墙,考虑到滑坡与邻近挖方边坡的协调、美观,我们在施工完毕的抗滑桩上支砌抗滑挡土墙,挡土墙采用重力式结构,1:0.25的胸坡。

(五)边坡防护

边坡防护基本按原设计方案进行,对上行线边坡设置莲拱式植草护坡,一是可以稳定边坡土体,二是可以满足绿化环保要求;对滑坡后缘陡壁进行修坡处理,护坡绿化,防止坍塌和水土流失。

边坡防护在滑坡治理中起到画龙点睛的作用,它在给我们带来令人赏心悦目的景致的同时,也给滑坡治理划上了完美的句号。

[1]某公路滑坡治理设计[J].城市建设理论研究,2012(31).

U417

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.027

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