路基邊坡現(xiàn)狀及病害處治研討

路基邊坡現(xiàn)狀及病害處治方法研討何作凱通交通工程有限公司摘要：就當(dāng)前路基邊坡病害現(xiàn)狀，分析研討西漢高速二十五標(biāo)段路塹高邊坡發(fā)生坍塌病害的原因，提出處治方案，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。關(guān)鍵詞：邊坡現(xiàn)狀;坍塌：原因分析；處治方案。路基邊坡工程的現(xiàn)狀公路建設(shè)對國民經(jīng)濟(jì)增長起到了巨大的推動作用，提高了人們的生活質(zhì)量，但公路建設(shè)引起的巖土體松動變形，增加邊坡的不穩(wěn)定性，誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致水土流失，山體坍塌，河流阻塞等問題日漸突出。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，我國大量修建高等級公路，遇到許多高填深挖路基，邊坡失穩(wěn)問題尤為嚴(yán)重。90年代初期由于缺乏防護(hù)技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)研究，沒有成熟的經(jīng)驗供設(shè)計部門應(yīng)用，因此只能應(yīng)用低等級公路的防護(hù)技術(shù)或者借鑒鐵路部門的經(jīng)驗來進(jìn)行局部防護(hù)，缺乏綜合考慮，即使我國每年有關(guān)邊坡穩(wěn)定方面的研究成果及文獻(xiàn)達(dá)數(shù)百篇，然而滑坡災(zāi)害及其造成的損失與日俱增，其原因與研究成果不能及時地應(yīng)用于工程實踐，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。同時，在高等級公路建設(shè)中由于資金有限、技術(shù)和手段落后，對邊坡防護(hù)一直不夠重視，設(shè)計也不全面，對有必要采取防護(hù)措施的地方采取的方法不合理，與現(xiàn)場實際情況不符，主要是對現(xiàn)場情況沒有進(jìn)行深入調(diào)查，即使調(diào)查也只看其表面現(xiàn)象，更甚至沒有采取任何支擋措施，從而為工程埋下隱患，造成交通中斷，車毀人亡時有發(fā)生。坍塌段情況簡介在西漢高速公路25標(biāo)的K17+400-K17+470段，順路線走向左側(cè)緊靠陰陽溝，路基中線距河床中心水平距離為21.7米，河床距路面頂?shù)拇怪本嚯x為38.7米，是一個典型的高邊坡半填半挖的路基，由于路基左側(cè)緊靠陰陽溝，下部采用石砌護(hù)坡，護(hù)坡厚為0.4米，高為4米。右側(cè)邊坡原設(shè)計坡率較陡，第1-4級邊坡坡率分別為1：0.5、1：0.5、1：0.75、1：0.75，第一級邊坡采用護(hù)面墻（下寬1.5米、上寬0.4米），2-4級邊坡采用拱形骨架（拱形骨架跨徑3米，骨架厚為0.3米），骨架內(nèi)種草，主要結(jié)構(gòu)尺寸見圖1、圖2。開挖后發(fā)現(xiàn)邊坡上覆蓋殘坡積層及沙土狀強(qiáng)風(fēng)化層，順路線走向的構(gòu)造機(jī)構(gòu)面極其發(fā)育，邊坡穩(wěn)定性極差，在2005年7月下旬完成2-4級邊坡開挖過程中就出現(xiàn)3、4級邊坡坡面巖體自動剝落，當(dāng)時請業(yè)主和設(shè)計部門現(xiàn)場勘查決定削坡減載，將原設(shè)計邊坡坡率進(jìn)行調(diào)整，將原設(shè)計的邊坡平臺由2米調(diào)整到3米，使邊坡暫時處于穩(wěn)定狀態(tài)。但在最后一級邊坡開挖過程中仍出現(xiàn)

坡頂局部坡體沿結(jié)構(gòu)面坍塌，錯滑的跡象。因施工正處于雨季，此段塌方如不及時進(jìn)行處理，在雨水等種種因素的作用下，塌方范圍可能會進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至可能引起路基滑坡，河道阻塞，情況十分危險。病害類別的判斷和病理分析邊坡病害從形式可分為以下3類：（1）滑坡滑坡是路基山坡土體或巖體由于長期受地下水地表水活動的影響使其結(jié)構(gòu)逐漸失去支撐力，在自重的作用下，整體沿著一定軟弱面向下滑動?；掳雌湟鸹瑒拥牧W(xué)性質(zhì)來區(qū)分，可分牽引式和摻移式滑坡。牽引式滑坡是下部先滑動，使上部失去支撐而變形滑動，一般速度較慢，可延續(xù)相當(dāng)長時間，表面多呈階梯狀或陡坎狀。摻移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土體產(chǎn)生變形，滑動速度較快，滑體表面波狀起伏，多見有堆積分布的斜坡地段。（2）坍塌所謂坍塌是整體巖土塊脫離母體突然從較陡斜坡上坍塌下來，它具有突發(fā)性，危害較大。（3）剝落所謂剝落是指邊坡表層受風(fēng)化，在沖刷和重力作用下不斷沿斜面滾落。各類山坡變形破壞范圍按此3類分別納入山體病害、斜坡（邊坡）病害和坡面病害。此次塌方主要是由于人為改造山坡（如開山修路），使坡體臨空變陡，是上部巖土擠壓下部巖土體產(chǎn)生變形，臨空面坡腳失穩(wěn)引起的，可歸為摻移式的滑坡病害，也屬于斜坡病害和坡面病害。3.1發(fā)生病害的環(huán)境在道路修筑過程中，由于山體的自然環(huán)境遭受改變，于當(dāng)年雨季中或其后因各種變形現(xiàn)象引發(fā)的病害十分嚴(yán)重，常成群出現(xiàn)，類別較多。變形的發(fā)生、發(fā)展、類別、大小和性質(zhì)均與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件（不良巖性的巖土分布、軟硬巖石和破碎與完整的組合結(jié)構(gòu)、巖體中軟弱夾層網(wǎng)絡(luò)向臨空傾斜的陡坡、地表水沖刷和地下水作用等）和人為破壞的程度密切相關(guān)，山坡變形普遍產(chǎn)生在溫濕多雨的地區(qū)、斜坡中由于巖性不良和風(fēng)化破碎的巖土組成處，或在地震頻繁區(qū)、巖石構(gòu)造破碎和巖體結(jié)構(gòu)不利的山區(qū)，特別在地下水發(fā)育而植被破壞之后的山坡。本路段位于秦嶺南麓山嶺重丘區(qū)，山勢北高南低，屬涼亞熱帶山地氣候，主要特點：雨多，云霧多，濕度大，日照短。年平均氣溫12.3°C,一月份氣溫最低，平均0.5°C,七月份氣溫最高，平均23.3C，極端最高氣溫36.2C，極端最低氣溫-13.10C，年平均降水量992.3mm,一般集中在七月?九月（占52.5%），十一月至次年二月為冰凍期。公路沿線四季分明，春季天氣多變，時寒時暖，乍晴乍雨;夏季氣溫高，濕度大，天氣較為炎熱，遇暴雨會形成洪澇災(zāi)害，山體滑坡和泥石流時有發(fā)生；秋季天氣涼爽，氣溫變化明顯，有時會出現(xiàn)連陰雨；經(jīng)常發(fā)現(xiàn)山體巖層剝落和巨石滾下；冬季時間長，雪多。地表植被發(fā)育，邊坡上覆蓋殘坡積層及沙土狀強(qiáng)風(fēng)化層，順路線走線結(jié)構(gòu)面極其發(fā)育，開挖后，如不及時進(jìn)行防護(hù)，極易誘發(fā)塌方，見圖3。3.2坡面病害分析因多種原因，K17+400-K17+470段高邊坡路塹很早就進(jìn)行了開挖，但卻一直未能進(jìn)行有效的坡面防護(hù)施工，加之施工期經(jīng)過雨季，該坡面巖土受自然風(fēng)化應(yīng)力（如溫差、日照、水氣等作用的氧化和還原，雨淋、風(fēng)蝕、坡面水產(chǎn)生的沖刷等）作用而逐漸變形和破壞，局部脫落造成坡面凹凸不平。其病害范圍限于地表水及土中水活動引起的松弛，由于巖土的結(jié)構(gòu)條件隨自然作用而變動，受水后塌至一定的外形和坡度后暫時處于穩(wěn)定。如在雨季前不將此段高邊坡病害整治完成，及有可能造成整個路基沉陷，導(dǎo)致陰陽溝阻塞。坡面變形的防治對策及坍塌整治方案4.1坡面變形的防治對策處理坡面病害，實踐經(jīng)驗采用下述3種措施已取得成效，其措施為：（1） 平臺分級，減小坡腳應(yīng)力。（2） 加強(qiáng)地表排水的排水工作，抑制土中水的作用。（3） 用擋土墻恢復(fù)側(cè)向抗力和防止松弛等。4.2K17+400?K17+470段塌方整治方案我們的整治原則：保證施工安全，防止塌方進(jìn)一步發(fā)展的前提下，堅持工程防護(hù)和植物防護(hù)相結(jié)合。采用工程上常用的防止塌方和滑坡的方法，如：減（如削坡減載）、擋（如加

載反壓、抗滑樁、抗花墻等）錨（如預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索、錨古洞等）護(hù)（草皮、噴混凝土、干砌或混凝塊件）、排（如設(shè)排水溝、排水孔等）等，最終達(dá)到技術(shù)上可行性、經(jīng)濟(jì)上合理性的要求。4.2.1塌方段具體整治方案（1）減在施工平臺上，通過邊坡坡率調(diào)整和平臺加寬，先將原坡面已產(chǎn)生剝落和滑坡的部分土體清除，減輕坡面自重。第1-4級邊坡坡率由原來的1：05、1：05、1：0.75、1：0.75調(diào)整為1：0.75、1：0.75、1：1、1:1,同時將設(shè)計的邊坡平臺由原來的2米改為3米，減小坡腳應(yīng)力，使坡面暫時處于穩(wěn)定狀態(tài)，見圖4。（2）錨為了安全起見，將第二級邊坡松動土體清刷后，在施工塌方段和塌方段周邊系統(tǒng)錨桿和掛網(wǎng)噴漿，噴射混泥土采用20號混泥土，噴射厚度為15cm，錨桿采用中22mm鋼筋，長6米，間距為200mX200cm。等混泥土達(dá)到設(shè)計所要求的強(qiáng)度后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，見圖5。第四級第三級塌方周界第三級塌方周界已張拉錨桿—200已張拉錨桿—200EmTr--..EmTr--..|'_0卜寸4.fL=10^7T_■圖5第二級邊坡錨桿張拉立面圖（3）擋 第一級邊坡利用擋土墻恢復(fù)抗力，將施工重點放在塌方較嚴(yán)重的K17+423?K17+458處，防止在基坑開挖過程中進(jìn)一步塌方，兩側(cè)擋墻也同時進(jìn)行施工，砌體高10米，頂寬2.5米，采用1：0.75坡率，要求塌方段在盡快短的時間內(nèi)完成。護(hù)一、二級破采用的防護(hù)的措施通過計算是安全的，為了進(jìn)一步加強(qiáng)坡面的穩(wěn)定性，本地區(qū)為國家級自然保護(hù)區(qū)，也為了達(dá)到美觀及與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相適應(yīng)的要求，混合植被對防護(hù)進(jìn)行綠化，形成與周圍生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的永久性生態(tài)護(hù)坡工程，快速恢復(fù)邊坡的生態(tài)景觀，決定對三、四級邊坡采用窗口式護(hù)面墻，并向窗內(nèi)播種一定量適合當(dāng)?shù)厣L的草籽和灌木籽，窗口寬為2米，高為L=256/((1m2)(m為邊坡坡率)，耳墻高為1.1米，兩窗口間距為3米，側(cè)面圖類似圖1，平面圖見圖6。圖6窗孔式護(hù)面墻立面圖排在山頂上距開挖線外5米挖截水溝，截水溝為60cmX60cm矩形溝，順開挖線流入邊溝，每級平臺上設(shè)有40cmX40cm矩形截水溝，平臺兩側(cè)設(shè)有40cmX40cm急流槽，將平臺截水溝的水匯入邊溝，盡量減少雨水對坡面的不利影響。經(jīng)驗教訓(xùn)綜上所述，K17+400?K17+470段高邊坡形成的原因主要是以下幾個方面。由于高邊坡路塹開挖后，長時間未能進(jìn)行有效的防護(hù)，受雨水等自然因素長期作用，邊坡逐漸失穩(wěn)。山體本身就有滑坡的可能，在外力作用下，植被破壞，誘發(fā)了變形。防護(hù)不及時，施工方法不當(dāng)。堅持多種防護(hù)方法相結(jié)合，達(dá)到安全、實用、美觀和經(jīng)濟(jì)的要求。高邊坡施工中注意事項。事前要經(jīng)過現(xiàn)場勘查，從外觀上判斷是否易產(chǎn)生山坡變形。在出現(xiàn)地面變形之后，要能判斷出變形的規(guī)模及發(fā)展的限度和當(dāng)前的穩(wěn)定度，并大致估算工程量和費用，為制定滑坡整治方案提供決策依據(jù)。高邊坡要隨開挖隨支護(hù)，避免邊坡長時間暴露。堅持多種防護(hù)方法