路基边坡现状及病害处治研讨

路基边坡现状及病害处治方法研讨何作凯通交通工程有限公司摘要：就当前路基边坡病害现状，分析研讨西汉高速二十五标段路堑高边坡发生坍塌病害的原因，提出处治方案，总结经验教训。关键词：边坡现状;坍塌：原因分析；处治方案。路基边坡工程的现状公路建设对国民经济增长起到了巨大的推动作用，提高了人们的生活质量，但公路建设引起的岩土体松动变形，增加边坡的不稳定性，诱发边坡失稳，导致水土流失，山体坍塌，河流阻塞等问题日渐突出。特别是进入20世纪90年代以后，我国大量修建高等级公路，遇到许多高填深挖路基，边坡失稳问题尤为严重。90年代初期由于缺乏防护技术应用的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能应用低等级公路的防护技术或者借鉴铁路部门的经验来进行局部防护，缺乏综合考虑，即使我国每年有关边坡稳定方面的研究成果及文献达数百篇，然而滑坡灾害及其造成的损失与日俱增，其原因与研究成果不能及时地应用于工程实践，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。同时，在高等级公路建设中由于资金有限、技术和手段落后，对边坡防护一直不够重视，设计也不全面，对有必要采取防护措施的地方采取的方法不合理，与现场实际情况不符，主要是对现场情况没有进行深入调查，即使调查也只看其表面现象，更甚至没有采取任何支挡措施，从而为工程埋下隐患，造成交通中断，车毁人亡时有发生。坍塌段情况简介在西汉高速公路25标的K17+400-K17+470段，顺路线走向左侧紧靠阴阳沟，路基中线距河床中心水平距离为21.7米，河床距路面顶的垂直距离为38.7米，是一个典型的高边坡半填半挖的路基，由于路基左侧紧靠阴阳沟，下部采用石砌护坡，护坡厚为0.4米，高为4米。右侧边坡原设计坡率较陡，第1-4级边坡坡率分别为1：0.5、1：0.5、1：0.75、1：0.75，第一级边坡采用护面墙（下宽1.5米、上宽0.4米），2-4级边坡采用拱形骨架（拱形骨架跨径3米，骨架厚为0.3米），骨架内种草，主要结构尺寸见图1、图2。开挖后发现边坡上覆盖残坡积层及沙土状强风化层，顺路线走向的构造机构面极其发育，边坡稳定性极差，在2005年7月下旬完成2-4级边坡开挖过程中就出现3、4级边坡坡面岩体自动剥落，当时请业主和设计部门现场勘查决定削坡减载，将原设计边坡坡率进行调整，将原设计的边坡平台由2米调整到3米，使边坡暂时处于稳定状态。但在最后一级边坡开挖过程中仍出现

坡顶局部坡体沿结构面坍塌，错滑的迹象。因施工正处于雨季，此段塌方如不及时进行处理，在雨水等种种因素的作用下，塌方范围可能会进一步扩大，甚至可能引起路基滑坡，河道阻塞，情况十分危险。病害类别的判断和病理分析边坡病害从形式可分为以下3类：（1）滑坡滑坡是路基山坡土体或岩体由于长期受地下水地表水活动的影响使其结构逐渐失去支撑力，在自重的作用下，整体沿着一定软弱面向下滑动。滑坡按其引起滑动的力学性质来区分，可分牵引式和掺移式滑坡。牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，一般速度较慢，可延续相当长时间，表面多呈阶梯状或陡坎状。掺移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较快，滑体表面波状起伏，多见有堆积分布的斜坡地段。（2）坍塌所谓坍塌是整体岩土块脱离母体突然从较陡斜坡上坍塌下来，它具有突发性，危害较大。（3）剥落所谓剥落是指边坡表层受风化，在冲刷和重力作用下不断沿斜面滚落。各类山坡变形破坏范围按此3类分别纳入山体病害、斜坡（边坡）病害和坡面病害。此次塌方主要是由于人为改造山坡（如开山修路），使坡体临空变陡，是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，临空面坡脚失稳引起的，可归为掺移式的滑坡病害，也属于斜坡病害和坡面病害。3.1发生病害的环境在道路修筑过程中，由于山体的自然环境遭受改变，于当年雨季中或其后因各种变形现象引发的病害十分严重，常成群出现，类别较多。变形的发生、发展、类别、大小和性质均与当地的自然条件（不良岩性的岩土分布、软硬岩石和破碎与完整的组合结构、岩体中软弱夹层网络向临空倾斜的陡坡、地表水冲刷和地下水作用等）和人为破坏的程度密切相关，山坡变形普遍产生在温湿多雨的地区、斜坡中由于岩性不良和风化破碎的岩土组成处，或在地震频繁区、岩石构造破碎和岩体结构不利的山区，特别在地下水发育而植被破坏之后的山坡。本路段位于秦岭南麓山岭重丘区，山势北高南低，属凉亚热带山地气候，主要特点：雨多，云雾多，湿度大，日照短。年平均气温12.3°C,一月份气温最低，平均0.5°C,七月份气温最高，平均23.3C，极端最高气温36.2C，极端最低气温-13.10C，年平均降水量992.3mm,一般集中在七月〜九月（占52.5%），十一月至次年二月为冰冻期。公路沿线四季分明，春季天气多变，时寒时暖，乍晴乍雨;夏季气温高，湿度大，天气较为炎热，遇暴雨会形成洪涝灾害，山体滑坡和泥石流时有发生；秋季天气凉爽，气温变化明显，有时会出现连阴雨；经常发现山体岩层剥落和巨石滚下；冬季时间长，雪多。地表植被发育，边坡上覆盖残坡积层及沙土状强风化层，顺路线走线结构面极其发育，开挖后，如不及时进行防护，极易诱发塌方，见图3。3.2坡面病害分析因多种原因，K17+400-K17+470段高边坡路堑很早就进行了开挖，但却一直未能进行有效的坡面防护施工，加之施工期经过雨季，该坡面岩土受自然风化应力（如温差、日照、水气等作用的氧化和还原，雨淋、风蚀、坡面水产生的冲刷等）作用而逐渐变形和破坏，局部脱落造成坡面凹凸不平。其病害范围限于地表水及土中水活动引起的松弛，由于岩土的结构条件随自然作用而变动，受水后塌至一定的外形和坡度后暂时处于稳定。如在雨季前不将此段高边坡病害整治完成，及有可能造成整个路基沉陷，导致阴阳沟阻塞。坡面变形的防治对策及坍塌整治方案4.1坡面变形的防治对策处理坡面病害，实践经验采用下述3种措施已取得成效，其措施为：（1） 平台分级，减小坡脚应力。（2） 加强地表排水的排水工作，抑制土中水的作用。（3） 用挡土墙恢复侧向抗力和防止松弛等。4.2K17+400〜K17+470段塌方整治方案我们的整治原则：保证施工安全，防止塌方进一步发展的前提下，坚持工程防护和植物防护相结合。采用工程上常用的防止塌方和滑坡的方法，如：减（如削坡减载）、挡（如加

载反压、抗滑桩、抗花墙等）锚（如预应力锚杆和锚索、锚古洞等）护（草皮、喷混凝土、干砌或混凝块件）、排（如设排水沟、排水孔等）等，最终达到技术上可行性、经济上合理性的要求。4.2.1塌方段具体整治方案（1）减在施工平台上，通过边坡坡率调整和平台加宽，先将原坡面已产生剥落和滑坡的部分土体清除，减轻坡面自重。第1-4级边坡坡率由原来的1：05、1：05、1：0.75、1：0.75调整为1：0.75、1：0.75、1：1、1:1,同时将设计的边坡平台由原来的2米改为3米，减小坡脚应力，使坡面暂时处于稳定状态，见图4。（2）锚为了安全起见，将第二级边坡松动土体清刷后，在施工塌方段和塌方段周边系统锚杆和挂网喷浆，喷射混泥土采用20号混泥土，喷射厚度为15cm，锚杆采用中22mm钢筋，长6米，间距为200mX200cm。等混泥土达到设计所要求的强度后，再进行预应力张拉，见图5。第四级第三级塌方周界第三级塌方周界已张拉锚杆—200已张拉锚杆—200EmTr--..EmTr--..|'_0卜寸4.fL=10^7T_■图5第二级边坡锚杆张拉立面图（3）挡 第一级边坡利用挡土墙恢复抗力，将施工重点放在塌方较严重的K17+423〜K17+458处，防止在基坑开挖过程中进一步塌方，两侧挡墙也同时进行施工，砌体高10米，顶宽2.5米，采用1：0.75坡率，要求塌方段在尽快短的时间内完成。护一、二级破采用的防护的措施通过计算是安全的，为了进一步加强坡面的稳定性，本地区为国家级自然保护区，也为了达到美观及与当地自然环境相适应的要求，混合植被对防护进行绿化，形成与周围生态环境相协调的永久性生态护坡工程，快速恢复边坡的生态景观，决定对三、四级边坡采用窗口式护面墙，并向窗内播种一定量适合当地生长的草籽和灌木籽，窗口宽为2米，高为L=256/((1m2)(m为边坡坡率)，耳墙高为1.1米，两窗口间距为3米，侧面图类似图1，平面图见图6。图6窗孔式护面墙立面图排在山顶上距开挖线外5米挖截水沟，截水沟为60cmX60cm矩形沟，顺开挖线流入边沟，每级平台上设有40cmX40cm矩形截水沟，平台两侧设有40cmX40cm急流槽，将平台截水沟的水汇入边沟，尽量减少雨水对坡面的不利影响。经验教训综上所述，K17+400〜K17+470段高边坡形成的原因主要是以下几个方面。由于高边坡路堑开挖后，长时间未能进行有效的防护，受雨水等自然因素长期作用，边坡逐渐失稳。山体本身就有滑坡的可能，在外力作用下，植被破坏，诱发了变形。防护不及时，施工方法不当。坚持多种防护方法相结合，达到安全、实用、美观和经济的要求。高边坡施工中注意事项。事前要经过现场勘查，从外观上判断是否易产生山坡变形。在出现地面变形之后，要能判断出变形的规模及发展的限度和当前的稳定度，并大致估算工程量和费用，为制定滑坡整治方案提供决策依据。高边坡要随开挖随支护，避免边坡长时间暴露。坚持多种防护方法