高速公路斜坡路堤滑坡处理设计研究论文_崔建利

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摘要:斜坡路堤滑坡一直是公路修筑中的热点问题,本文结合成自泸高速公路路堤滑坡病害处治工程对斜坡路堤滑坡

病害的成因与处治技术开展研究。分析了滑坡的类型与成因,对滑坡的进行了稳定性评价,提出了科学合理的组合型滑坡处治技术。为斜坡路堤滑坡病害处治工程提供了一定的设计经验,处理措施具有重要工程实用价值。

关键词:斜坡路堤滑坡; 设计; 处治技术

0 引言

成自泸高速公路内江段地处川南腹地城市群区域,位于内江市威远县境内。路线穿越的地貌单元有侵蚀构造低山地貌、构造剥蚀丘陵地貌、侵蚀岩溶地貌。

2012年7月4日至7月20日该地发生了集中降雨,在强降雨的影响下,K129+740~K129+841段路基发生了剧烈变形,右侧路基出现了1条纵向贯通裂缝(主裂缝),裂缝宽度约为10cm,路基沉降了约7cm,左右幅之间的路肩墙伸缩缝位置也发生了错开变形,左幅路基发生了两条和线路近平行的裂缝,裂缝宽度宽达12cm,线路左侧坡脚可见鼓胀现象,剪出口在左侧裸露基岩陡崖边,可见表土塌落现象,综合确定滑坡处于剧烈发展阶段。滑坡沿线路纵向长度为120m,右侧最远裂缝距离中线约43m,滑坡主轴方向为92°。

1 工程概况

1.1 地形、地貌

区内属侵蚀构造低山地貌,地形地貌受构造及岩性控制明显,呈北东~南西展布。受岩性控制,呈阶坎状分布,厚层砂岩段多形成陡崖,泥质岩为主段多形成缓斜坡或小平台。该段线路总体上行进于一个缓平台之上,前后均为陡崖,而在K129+780~K129+820段为一开口的簸箕状单面斜坡,自然坡度一般在15°~25°之上,局部近直立。

1.2 地层岩性

上覆第四系人工堆积层(Q4me)碎石土,滑体土(Q4del)碎石土,碎块石土,滑带土(Q4del)软~可塑状黏土夹角砾;下伏基岩为三叠系上统须家河组三段(T3xj3)钙质泥岩、炭质页岩夹薄煤层,局部夹砂岩等。各岩土层的工程地质特性分述如下:

(1)第四系人工堆积层(Q4me)

人工填筑土:黄褐、灰褐色,主要为碎石土,局部夹低液限粘土,松散,稍湿,目前厚5~11m,分布于填筑斜坡地带;

(2)第四系滑坡堆积层(Q4del)

人工填筑碎石土:黄褐、灰褐色,主要为碎石土,局部夹低液限粘土,松散,稍湿,目前厚5~12m,分布于滑坡表层,为滑体的主要物质成分;

碎块石土:浅黄色,干燥,为长石砂岩夹泥岩风化层崩塌形成。碎块石含量一般在75~90%之间,砾径

一般为5~50cm,石质为长石砂岩夹泥岩为主,砂岩为细粒结构,泥岩为泥质结构,呈全风化土状,手捏易碎,用手可掰开,钻出岩芯呈“散土状、砂状,土饼状”,个别钻孔中揭露强风化长石砂岩,岩芯呈碎块状,柱状。分布于滑面(带)之上,为滑体的主要物质成分;

滑带土:灰黑色,主要成分为炭质页岩软化层,泥质结构,已风化成角砾土状,松散,但保留原岩结构,为滑带土的主要物质成分,经实验室判定为有机质土。一般0~1m。

(3)三叠系上统须家河组(T3xj)

钙质泥岩、炭质页岩夹薄煤层强风化带(W3):浅灰色,黑灰色,泥质结构,炭质结构,泥质胶结,薄~中层状构造,岩质软,锤击声哑,节理、裂隙发育,易风化剥落,遇水易崩解软化,钻孔岩芯呈碎块状。为滑床的主要物质成分,厚4~8m。

(4)钙质泥岩、炭质页岩夹薄煤层中风化带(W2),深灰色,局部夹煤层,泥质结构,薄~中厚层状构造,岩质软,敲击易碎,节理、裂隙发育,钻孔岩芯呈柱状。

2 滑坡形成原因

滑坡形成的主要因素如下:

(1)在斜坡上建成填筑路基荷载后,斜坡荷载增大,而因防排水措施施未做好(如原路基边沟大多高出原地面,使其排水功能基本不能发挥),使得公路右侧山体在暴雨时大量汇水集聚于路基内侧而无法排泄出路堤外,水流不断冲击填筑体并下渗至土体内,大大增加了土体自重,严重超出了斜坡土体的极限抗滑能力;

(2)2012年6月份的极端暴雨天气,大量雨水下渗后,在上覆土体和炭质页岩接触面处富水致其软化(接触面呈软塑土状),大大降低了力学指标,产生了破坏失稳;

(3)上覆土体为碎块石土,孔隙发育,易于地表水的下渗,下伏炭质页岩为相对隔水层,地表下水下渗后,易于在土石界面处汇集。

3 稳定性分析

本次设计分别对K129+780、K129+800、K129+820三个设计断面进行了反算,稳定性系数取K=0.97,反算结果如下:

根据试验、测试、反算结果等结果,综合推荐取值C=8kpa,Φ=11º

计算结果:根据实测的主滑断面,结合清方减载后的断面。选用K129+780、K129+800和K129+820三个最不利断面进行滑坡推力计算,稳定安全系数取1.15时,K129+780断面填方坡脚处剩余下滑力为1220KN/m;K129+800断面填方坡脚处剩余下滑力为1350KN/m;K129+820断面填方坡脚处剩余下滑力为1470KN/m。经检算,三个最不利断面均不存在滑体从桩顶滑出的可能。

4 主要工程措施

根据滑坡的形态,结合滑坡的形成机制,失稳后的危害性的分析,防止工程采用抗滑支挡体系和地表水体系相结合的综合整治方案。

(1)在滑坡体上方设置一条截水沟拦截坡面水,以防坡面水流入岩堆体后下渗至土石界面,有利于保持斜坡体稳定。截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑。砌

(2)K129+740~K129+841线路以填方通过,在左侧填方边坡坡脚处设抗滑桩。由于本滑坡仍处于滑动阶段,采用人工挖孔桩,施工周期长,施工难度大及人员安全隐患大。结合现场实际情况,采用机械成孔浇筑圆桩,控制滑坡变形后,再根据剩余下滑力,在圆桩外侧布设2.25m*3.5m方桩。圆桩布设如下:圆桩直径1.8m,其中1号~5号桩桩间距4.0m,桩长12m;6号~11号桩桩间距3.5m,桩长16m;12号~31号桩桩间距3.0m,桩长20m。32号~41号为方桩,桩间距6m,桩长21m,桩截面2.25m*3.5m。

(3)对K129+740~K129+841段滑坡体上缘进行刷方减载。

(4)K129+740~K129+841路基沉陷开裂严重,悬臂式挡土墙恢复可用,防撞护栏须修复。结合现场实际情况,对沉陷开裂路段采用钻孔注浆处理。

5 工程处理效果

现通车后抗滑桩未出现明显的位移,路基未出现开裂、沉降变形情况。

6 结语

滑坡治理工程于2012年8月完成后,滑坡未出现滑动变形迹象。这充分说明了采用抗滑桩与截、排水相结合的综合治理的方案是正确的,治理工程合理,达到了治理滑坡的目的。该斜坡路堤滑坡病害处治工程提供了一定的设计经验,处理措施具有重要工程实用价值。

论文作者:崔建利

论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期

论文发表时间:2017/11/23

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