浅谈山区公路边坡滑塌治理方法

浅谈山区公路边坡滑塌治理方法为解决山区公路在雨季存在的边坡失稳问题，文章在对实体工程变形破坏机制分析的基础上，提出了一套治理边坡工程病害的方法。结合工程实际特点，提出了采用抗滑桩、独立锚墩、挂网喷射混凝土、截排水工程、拦石网等手段对边坡进行防护和加固。工程实际表明，该方法可以运用于山区公路因降雨引起的路堑滑塌灾害上。标签：山区公路；抗滑桩；锚墩；拦石网；挂网喷射混凝土引言随着我国高速公路的建设从东部沿海向中、西部延伸，从平原、丘陵向山区延伸，越来越多的高边坡问题也随之出现［1］。特别是在西部山区，边坡滑塌现象在雨季表现的非常明显。边坡的滑塌往往是在外界不利因素影响下触发和加剧的。这些外界因素往往导致土体所受剪应力大于土的抗剪强度而造成滑动失稳。造成边坡土体中剪应力增加的主要原因有：坡顶堆物，行车，基坑边坡太陡，开挖深度过大，土体遇水使土的自重增加，地下水的渗流产生一定的动水压力，土体竖向裂缝中和积水产生侧向静水压力等。引起土体抗剪强度降低的主要因素有：土质本身较差，土体被水浸润甚至泡软，受气候影响和风化作用使土质变松软、开裂，饱和的细砂和粉砂因受振动而液化等。由于影响边坡稳定性因素较多，精确地计算边坡稳定尚有困难，因此，在施工中一般工程目前多是综合考虑影响边坡稳定的各种因素，根据经验确定土方边坡，保证边坡大小，使坡顶荷载符合规范要求，或设置必要的支护，以防边坡失稳［2］。同时，针对山区路堑边坡滑塌现象，文章通过具体工程实际，提出了一些治理边坡滑塌的可行方法。1工程概况2014年4月28日上午，重庆市渝黔路RK1058+600处出现边坡滑塌失稳，失稳方量约为1000m3，滑塌体堆积于路基上，致使渝黔高速公路双向断路。该边坡所处位置地势险要，位于山区沿河路段，边坡坡角约为63°，坡高在雷神店大桥头头处40mm左右，向重庆方向坡高逐渐减低之12m。边坡坡顶平缓上升，坡顶上自然边坡坡角在5〜10°之间。地质构造上属于东溪背斜北东翼，区域岩层产状50°Z27°单斜产出。但在坍塌部位为砂泥接触带，泥岩层面产状倾向北偏，倾角变陡，具体产状：62°Z40°O砂岩裂隙主要发育有三组：(1)裂隙L1：产状185°Z65°；(2)裂隙L2：产状210°Z65°；(3)裂隙L3：产状62°Z20°，其贯通性好，无填充，裂面平整，切穿整个上部砂岩层，间距2〜10m之间。另外坡顶发育有二组陡倾卸荷裂隙，卸荷裂隙L4：产状160°Z80°，卸荷裂隙L5：产状90°N86°。延伸长15〜25m不等。其贯通性好，无填充，裂面平整，切穿整个上部砂岩层，间距2〜5m之间。现状发育卸载带宽度在2〜5m之间。2变形破坏机制分析通过现场调查分析，路堑垮塌部分主要为砂岩，砂岩岩体受三组裂隙切割，裂隙贯通性较好，均切穿整个砂岩岩层，其间距2〜12m之间。裂隙隙面平整，无填充。砂岩受三组裂隙和层面组合切割成为长方形和三角体状，其体积大小在2x1.5x1.5m3〜10x12x12m3之间不等。砂岩块体向道路方向切向临空，受控于节理裂隙控制逐渐发育卸荷裂隙，大气降雨等地表水沿裂隙下渗软化砂岩与泥岩接触面，接触面软化后抗剪切强度降低，块体沿砂岩与泥岩接触面发生滑移破坏［3］。滑动后的接触面可以部分剪切泥化层，厚2〜3m不等。3处治技术方案根据崩滑失稳灾害变形机制，结合方案设计，采取处治措施为：在砂岩危岩体下方采用抗滑桩+斜撑柱进行支档，同时在泥岩出露位置采用锚杆挂网喷射混凝土进行防护，在砂岩危岩体坡面采用独立锚墩进行加固，最后在坡面施工仰斜式排水孔，及时将基岩裂隙水排出，并在堑顶外5m和节理裂隙带发育区外侧5m设置2道堑顶截水沟，将大气降雨形成的地表水及时排出坡体范围外。3.1抗滑桩工程+支撑斜柱支档首先，采用旋挖钻机施工抗滑桩，抗滑桩采用直径为2.0m的圆截面抗滑桩，设计下滑力取砂岩危岩体达到基本稳定状态的下滑力设计值和支撑斜柱自身重力引起的下滑力之和，共设置12根抗滑桩，桩长12.0〜22.0m，桩间距4.0m，采用HRB400钢筋。由于抗滑桩桩身混凝土的强度等级不应低于C20，这里我们采用C30混凝土，机械成孔工艺［4］。桩顶设置冠梁，用以增强抗滑桩之间的变形协调能力，避免出现单桩承受过大荷载的不利情况，冠梁高度1.0m，采用HRB400钢筋，C30混凝土浇筑。支撑斜柱采用C30混凝土浇筑，沿柱周均匀布置构造钢筋，采用直径25的HRB400钢筋，间距250mm，箍筋采用直径12的HRB400钢筋，间距200mm。为防止支撑斜柱因自重引起的滑动，修筑之前应对砂泥岩面开挖阶梯型，台阶宽度1.2m，以改善支撑斜柱的稳定性，支撑斜柱下设置锚杆，锚杆深入支撑斜柱内深度不少于1m，且锚头应弯挂于主筋上。3.2独立锚墩加固在抗滑桩+支撑斜柱施工完毕后，边坡可达到基本稳定状态，可恢复渝黔高速公路的全幅正常通行，但边坡稳定性仍然不足，需要采用独立锚墩对砂岩危岩体进行加固处理，锚索采用6见5.钢绞线，锚索竖直排距2.5m，水平间距3.0m，锚固段长度10.0m［5］，设计锚固力400kN，灌注M30水泥砂浆，钻孔直径150mm，采用独立锚墩结构，锚墩采用C30混凝土浇筑，采用HRB400钢筋，锚墩尺寸为1.0m*1.0m，高度60cm，嵌入基岩内不少于35cm。3.3挂网喷射混凝土对泥岩出露位置（包括支撑柱间）采用挂网喷射混凝土防护，采用1根直径32mm的HRB400钢筋，竖直排距2.0m，水平间距2.0m，锚杆长度8m，钻孔直径100mm，灌注M30水泥砂浆，挂单层直径6.5mm的钢筋网片，网孔200mm*200mm，喷射10cm后C20混凝土。3.4截排水工程在坡面施工仰斜式排水孔，将坡体内基岩裂隙水等及时排除，采用9110钻孔，9100排水孔，竖向间距8m，排距15m。在堑顶外5m、裂隙发育带外5m处设置2道截水沟，截水沟采用50cmx50cm矩形断面，接引地表水排至坡体外，避免雨水积聚形成坡面径流，深入坡体等。截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑。3.5被动拦石网抗滑桩+冠梁+支撑斜柱施工完成后，达到设计强度后，可经过论证后，对道路采用双幅双通，全幅通车后，因危岩体仍处于基本稳定状态，上部仍在施工独立锚墩锚固措施，为保障道路通行安全，需要在左侧路基边缘设置拦石网进行防护，设置范围为独立锚墩加固范围。4结束语采用抗滑桩，因其具有抗滑能力强，适用条件广泛，对滑坡的根治性能好等突出优点而被广泛地应用于滑坡治理中。同时在群桩顶部用冠梁进行连接，可以加强抗滑桩的整体性。支撑斜柱的运用，可以进一步让抗滑桩阻止坡体发生滑动。采用独立锚墩，可以直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。采用仰斜排水管技术排出路基内的地下水和渗流水，一方面使原来含水量很大的路基土含水量大幅度降低，提高了路基强度，加一方面排水管的加筋作用提高了路基稳定性。在堑顶处运用截水沟能够有效阻止降水积聚后流入坡体，从而提高土体的抗剪能力[6]。采用拦石网，能够阻挡从坡体或者堑顶掉落的碎石，从而保证道路的安全。参考文献[1]成平，陈永耀.JTGB01-2003.浅谈《公路工程技术标准》[S].公路，2004（9）：71.⑵GB50330-2002.建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.赵仕礼.某山区公路61米高边坡滑塌成因与防治[J].路基工程，2008（2）：198-199.JTGD30-2004.公路路基