高填方路堤邊坡穩(wěn)定性研究

摘要：本文對(duì)高填方路堤邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及其防護(hù)措施進(jìn)行研究，為工程技術(shù)人員在實(shí)際工程中選用合理的評(píng)價(jià)方法和防護(hù)措施提供參考，進(jìn)而做到既保證公路建設(shè)、運(yùn)營的安全，又節(jié)約投資。

關(guān)鍵詞：高填方路堤 邊坡穩(wěn)定 評(píng)價(jià)方法 防護(hù)措施

一、概述

路堤是高于原地面的填方路基，主要是用于支撐路床和路面。通常情況下在水稻田或長年積水地帶，用細(xì)料填筑路堤高度在6米以上，其它地帶填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）的路堤，都被稱為高填方路堤。近三十年來，隨著我國高等級(jí)公路的大力發(fā)展，高填方路堤穩(wěn)定性問題及其防護(hù)措施的研究顯得越來越重要。由于受各種條件的限制，高填方路堤在山區(qū)高等級(jí)公路工程中占據(jù)了相當(dāng)大的比重，且填方高度多在10~40m之間，個(gè)別高度達(dá)到60m，在施工建設(shè)和投入使用過程中出現(xiàn)較多路堤邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象，給公路建設(shè)、運(yùn)營造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

高填方路堤施工規(guī)模之大，重要程度之高，并且人們更注重由于邊坡失穩(wěn)造成的地質(zhì)災(zāi)害，因此在公路建設(shè)中需要選用合理的方法評(píng)價(jià)其邊坡穩(wěn)定性，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果合理地設(shè)計(jì)人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施，進(jìn)而做到既保證公路建設(shè)、運(yùn)營的安全，又節(jié)約投資。由此看來，高填方路堤邊坡穩(wěn)定性問題及其防護(hù)措施的研究顯得至關(guān)重要。

二、高填方路基穩(wěn)定性影響因素

所謂高填方路堤穩(wěn)定性問題是指在地質(zhì)、水文和氣候環(huán)境因素以及人類活動(dòng)等的綜合作用下，公路沿線發(fā)生的一系列對(duì)公路正常運(yùn)行產(chǎn)生影響的病害。邊坡的地質(zhì)條件、水文條件、公路路基邊坡的質(zhì)量和狀態(tài)能否持久而穩(wěn)定、能否經(jīng)得住各種因素的影響而不損壞，通常用邊坡穩(wěn)定性來評(píng)價(jià)。

影響路基邊坡穩(wěn)定性主要有兩方面的因素：自然因素和人為因素。路基邊坡的地質(zhì)條件、水文條件、氣候、地形地貌和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等自然因素是對(duì)邊坡穩(wěn)定性起決定作用的關(guān)鍵因素，而設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)管理等一些人為因素及人類的某些工程活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性又有重要影響。路基邊坡穩(wěn)定性是以上這些因素綜合作用的結(jié)果，由于受各種因素影響而產(chǎn)生累積變形，當(dāng)邊坡變形達(dá)到某一界限時(shí)會(huì)改變邊坡原有穩(wěn)定狀態(tài)，從而產(chǎn)生較大規(guī)模的變形(突變)，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，危及行車的安全。要提高路堤邊坡的穩(wěn)定性，主要是通過充分了解、利用自然因素，努力使人為因素向著有利的方向發(fā)展。

對(duì)于高填方路堤而言，導(dǎo)致路堤邊坡失穩(wěn)的原因是綜合性的，包括對(duì)高填方路堤設(shè)計(jì)、施工的復(fù)雜性考慮不夠，分層填土壓實(shí)的工藝不夠合理，巖性邊坡處理不當(dāng)，巖溶發(fā)育，再加上外部條件（如施工周期內(nèi)的降雨和車輛超載等因素）的共同作用，導(dǎo)致了路堤填土的物理力學(xué)性能劣化，填土含水量高，壓實(shí)度不夠，路堤施工完成后的工后沉降較大，由于包邊土和內(nèi)部填土沉降不均勻，裂縫首先沿兩種土邊界規(guī)則出現(xiàn)，這種裂縫如不及時(shí)治理，雨水會(huì)大量沿裂縫下滲，進(jìn)一步造成路基的不均勻沉陷和路基路面對(duì)應(yīng)位置裂縫的發(fā)展，進(jìn)而影響到邊坡的穩(wěn)定（如邊坡塌滑、崩裂等）。

三、高填方路基穩(wěn)定性分析方法

高填方路堤穩(wěn)定性分析的目的，一是對(duì)路堤邊坡穩(wěn)定性作出定性和定量評(píng)價(jià)；二是為合理地設(shè)計(jì)人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。

高填方路基穩(wěn)定性分析采用和邊坡穩(wěn)定性分析相似的方法，主要有極限平衡法、現(xiàn)代巖土數(shù)值方法和概率法等。極限平衡法已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)成熟，目前大多數(shù)規(guī)范均規(guī)定采用極限平衡法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析，但是極限平衡分析法不能解決分析高填方路基應(yīng)力和應(yīng)變的問題。后來出現(xiàn)有限元分析高填方路基的穩(wěn)定性，有限元在解決小變形方面有其優(yōu)越性，但通常的高填方路基破壞為大變形問題，有限元在解決大變形方面不十分方便。分析中要特別注意變形模式的轉(zhuǎn)化標(biāo)志，它往往是失穩(wěn)的前兆。

四、高路堤邊坡加固治理措施

1.預(yù)應(yīng)力錨索框架梁聯(lián)合加固法

施工工藝：（1）錨索制作與安裝：錨索低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作而成，自由段涂抹黃油并立即外套波紋管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封。（2）錨索孔注漿：采用從孔底到孔中的返漿式注漿，注漿壓力不低于0.25MPa.注漿前漿液應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁?dāng)孔內(nèi)漿液初凝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次注漿以保證注漿飽滿。（3）框架梁施工：框架梁鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，每片框架梁應(yīng)整體澆筑，一次完成，兩片梁之間設(shè)置2cm的伸縮縫，縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。（4）錨索張拉錨固：當(dāng)框架梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索的張拉和鎖定。張拉完畢后留30mm長的鋼絞線，其余截去，采用C25混凝土及時(shí)封閉錨頭坑。

2.路基路面防排水處理

在對(duì)路堤、路面進(jìn)行加固處理前或過程中，應(yīng)在外圍設(shè)截水溝，在滑坡體內(nèi)修建排水系統(tǒng)，最大限度地減小地表水作用，在滑坡后緣植樹造林，減小降雨入滲強(qiáng)度和防止后緣水土流失。

3.瀝青路面裂縫修補(bǔ)

（1）修補(bǔ)材料：裂縫修補(bǔ)材料建議選擇高性能的聚合乳化瀝青路面裂縫密封材料，該材料在寒冷的天氣里仍保持其柔韌性，在炎熱的天氣里不流動(dòng)，使用該材料封縫可以有效防止水通過裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

（2）修補(bǔ)工藝: 裂縫修補(bǔ)主要包括裂縫開槽、裂縫清理和灌縫三個(gè)階段。裂縫灌注前，應(yīng)采用空壓機(jī)產(chǎn)生的氣流將開過槽的裂縫中的灰塵、雜物及周邊松動(dòng)的物體清除干凈，保持裂縫的清潔和干燥，以達(dá)到最佳的粘結(jié)和密封效果：灌縫時(shí)應(yīng)自下而上充分填滿，每條裂縫的灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，灌縫結(jié)束后密封表面宜稍寬于裂縫寬度。

五、結(jié)論

1．影響路基邊坡穩(wěn)定性主要有兩方面的因素：自然因素和人為因素。

2.高填方路基穩(wěn)定性分析采用和邊坡穩(wěn)定性分析相似的方法，主要有極限平衡法、現(xiàn)代巖土數(shù)值方法和概率法等。有限元在解決小變形方面有優(yōu)越性，但通常的高填方路基破壞為大變形問題，有限元在解決大變形方面不十分方便。

3. 高路堤邊坡加固治理措施有預(yù)應(yīng)力錨索框架梁聯(lián)合加固法、路基路面防排水處理、瀝青路面裂縫修補(bǔ)等。

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