淺談山區(qū)公路邊坡滑塌治理方法

摘 要：為解決山區(qū)公路在雨季存在的邊坡失穩(wěn)問(wèn)題，文章在對(duì)實(shí)體工程變形破壞機(jī)制分析的基礎(chǔ)上，提出了一套治理邊坡工程病害的方法。結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)，提出了采用抗滑樁、獨(dú)立錨墩、掛網(wǎng)噴射混凝土、截排水工程、攔石網(wǎng)等手段對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和加固。工程實(shí)際表明，該方法可以運(yùn)用于山區(qū)公路因降雨引起的路塹滑塌災(zāi)害上。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；抗滑樁；錨墩；攔石網(wǎng)；掛網(wǎng)噴射混凝土

引言

隨著我國(guó)高速公路的建設(shè)從東部沿海向中、西部延伸，從平原、丘陵向山區(qū)延伸，越來(lái)越多的高邊坡問(wèn)題也隨之出現(xiàn)[1]。特別是在西部山區(qū)，邊坡滑塌現(xiàn)象在雨季表現(xiàn)的非常明顯。邊坡的滑塌往往是在外界不利因素影響下觸發(fā)和加劇的。這些外界因素往往導(dǎo)致土體所受剪應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度而造成滑動(dòng)失穩(wěn)。造成邊坡土體中剪應(yīng)力增加的主要原因有：坡頂堆物，行車(chē)，基坑邊坡太陡，開(kāi)挖深度過(guò)大，土體遇水使土的自重增加，地下水的滲流產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力，土體豎向裂縫中和積水產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力等。引起土體抗剪強(qiáng)度降低的主要因素有：土質(zhì)本身較差，土體被水浸潤(rùn)甚至泡軟，受氣候影響和風(fēng)化作用使土質(zhì)變松軟、開(kāi)裂，飽和的細(xì)砂和粉砂因受振動(dòng)而液化等。由于影響邊坡穩(wěn)定性因素較多，精確地計(jì)算邊坡穩(wěn)定尚有困難，因此，在施工中一般工程目前多是綜合考慮影響邊坡穩(wěn)定的各種因素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定土方邊坡，保證邊坡大小，使坡頂荷載符合規(guī)范要求，或設(shè)置必要的支護(hù)，以防邊坡失穩(wěn)[2]。同時(shí)，針對(duì)山區(qū)路塹邊坡滑塌現(xiàn)象，文章通過(guò)具體工程實(shí)際，提出了一些治理邊坡滑塌的可行方法。

1 工程概況

2014年4月28日上午，重慶市渝黔路RK1058+600處出現(xiàn)邊坡滑塌失穩(wěn)，失穩(wěn)方量約為1000m3，滑塌體堆積于路基上，致使渝黔高速公路雙向斷路。該邊坡所處位置地勢(shì)險(xiǎn)要，位于山區(qū)沿河路段，邊坡坡角約為63°，坡高在雷神店大橋頭頭處40mm左右，向重慶方向坡高逐漸減低之12m。邊坡坡頂平緩上升，坡頂上自然邊坡坡角在5～10°之間。地質(zhì)構(gòu)造上屬于東溪背斜北東翼，區(qū)域巖層產(chǎn)狀50°∠27°單斜產(chǎn)出。但在坍塌部位為砂泥接觸帶，泥巖層面產(chǎn)狀傾向北偏，傾角變陡，具體產(chǎn)狀：62°∠40°。砂巖裂隙主要發(fā)育有三組：（1）裂隙L1：產(chǎn)狀185°∠65°；（2）裂隙L2：產(chǎn)狀210°∠65°；（3）裂隙L3：產(chǎn)狀62°∠20°，其貫通性好，無(wú)填充，裂面平整，切穿整個(gè)上部砂巖層，間距2～10m之間。另外坡頂發(fā)育有二組陡傾卸荷裂隙，卸荷裂隙L4：產(chǎn)狀160°∠80°，卸荷裂隙L5：產(chǎn)狀90°∠86°。延伸長(zhǎng)15～25m不等。其貫通性好，無(wú)填充，裂面平整，切穿整個(gè)上部砂巖層，間距2～5m之間。現(xiàn)狀發(fā)育卸載帶寬度在2～5m之間。

2 變形破壞機(jī)制分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，路塹垮塌部分主要為砂巖，砂巖巖體受三組裂隙切割，裂隙貫通性較好，均切穿整個(gè)砂巖巖層，其間距2～12m之間。裂隙隙面平整，無(wú)填充。砂巖受三組裂隙和層面組合切割成為長(zhǎng)方形和三角體狀，其體積大小在2×1.5×1.5m3～10×12×12m3之間不等。砂巖塊體向道路方向切向臨空，受控于節(jié)理裂隙控制逐漸發(fā)育卸荷裂隙，大氣降雨等地表水沿裂隙下滲軟化砂巖與泥巖接觸面，接觸面軟化后抗剪切強(qiáng)度降低，塊體沿砂巖與泥巖接觸面發(fā)生滑移破壞[3]。滑動(dòng)后的接觸面可以部分剪切泥化層，厚2～3m不等。

3 處治技術(shù)方案

根據(jù)崩滑失穩(wěn)災(zāi)害變形機(jī)制，結(jié)合方案設(shè)計(jì)，采取處治措施為：在砂巖危巖體下方采用抗滑樁+斜撐柱進(jìn)行支檔，同時(shí)在泥巖出露位置采用錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)，在砂巖危巖體坡面采用獨(dú)立錨墩進(jìn)行加固，最后在坡面施工仰斜式排水孔，及時(shí)將基巖裂隙水排出，并在塹頂外5m和節(jié)理裂隙帶發(fā)育區(qū)外側(cè)5m設(shè)置2道塹頂截水溝，將大氣降雨形成的地表水及時(shí)排出坡體范圍外。

3.1 抗滑樁工程+支撐斜柱支檔

首先，采用旋挖鉆機(jī)施工抗滑樁，抗滑樁采用直徑為2.0m的圓截面抗滑樁，設(shè)計(jì)下滑力取砂巖危巖體達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)的下滑力設(shè)計(jì)值和支撐斜柱自身重力引起的下滑力之和，共設(shè)置12根抗滑樁，樁長(zhǎng)12.0～22.0m，樁間距4.0m，采用HRB400鋼筋。由于抗滑樁樁身混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，這里我們采用C30混凝土，機(jī)械成孔工藝[4]。樁頂設(shè)置冠梁，用以增強(qiáng)抗滑樁之間的變形協(xié)調(diào)能力，避免出現(xiàn)單樁承受過(guò)大荷載的不利情況，冠梁高度1.0m，采用HRB400鋼筋，C30混凝土澆筑。支撐斜柱采用C30混凝土澆筑，沿柱周均勻布置構(gòu)造鋼筋，采用直徑25的HRB400鋼筋，間距250mm，箍筋采用直徑12的HRB400鋼筋，間距200mm。為防止支撐斜柱因自重引起的滑動(dòng)，修筑之前應(yīng)對(duì)砂泥巖面開(kāi)挖階梯型，臺(tái)階寬度1.2m，以改善支撐斜柱的穩(wěn)定性，支撐斜柱下設(shè)置錨桿，錨桿深入支撐斜柱內(nèi)深度不少于1m，且錨頭應(yīng)彎掛于主筋上。

3.2 獨(dú)立錨墩加固

在抗滑樁+支撐斜柱施工完畢后，邊坡可達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)，可恢復(fù)渝黔高速公路的全幅正常通行，但邊坡穩(wěn)定性仍然不足，需要采用獨(dú)立錨墩對(duì)砂巖危巖體進(jìn)行加固處理，錨索采用6φ15.2鋼絞線，錨索豎直排距2.5m，水平間距3.0m，錨固段長(zhǎng)度10.0m[5]，設(shè)計(jì)錨固力400kN，灌注M30水泥砂漿，鉆孔直徑150mm，采用獨(dú)立錨墩結(jié)構(gòu)，錨墩采用C30混凝土澆筑，采用HRB400鋼筋，錨墩尺寸為1.0m*1.0m，高度60cm，嵌入基巖內(nèi)不少于35cm。

3.3 掛網(wǎng)噴射混凝土

對(duì)泥巖出露位置（包括支撐柱間）采用掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)，采用1根直徑32mm的HRB400鋼筋，豎直排距2.0m，水平間距2.0m，錨桿長(zhǎng)度8m，鉆孔直徑100mm，灌注M30水泥砂漿，掛單層直徑6.5mm的鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)孔200mm*200mm，噴射10cm后C20混凝土。

3.4 截排水工程

在坡面施工仰斜式排水孔，將坡體內(nèi)基巖裂隙水等及時(shí)排除，采用φ110鉆孔，φ100排水孔，豎向間距8m，排距15m。在塹頂外5m、裂隙發(fā)育帶外5m處設(shè)置2道截水溝，截水溝采用50cm×50cm矩形斷面，接引地表水排至坡體外，避免雨水積聚形成坡面徑流，深入坡體等。截水溝采用M7.5漿砌片石砌筑。

3.5 被動(dòng)攔石網(wǎng)

抗滑樁+冠梁+支撐斜柱施工完成后，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可經(jīng)過(guò)論證后，對(duì)道路采用雙幅雙通，全幅通車(chē)后，因危巖體仍處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，上部仍在施工獨(dú)立錨墩錨固措施，為保障道路通行安全，需要在左側(cè)路基邊緣設(shè)置攔石網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，設(shè)置范圍為獨(dú)立錨墩加固范圍。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用抗滑樁，因其具有抗滑能力強(qiáng)，適用條件廣泛，對(duì)滑坡的根治性能好等突出優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于滑坡治理中。同時(shí)在群樁頂部用冠梁進(jìn)行連接，可以加強(qiáng)抗滑樁的整體性。支撐斜柱的運(yùn)用，可以進(jìn)一步讓抗滑樁阻止坡體發(fā)生滑動(dòng)。采用獨(dú)立錨墩，可以直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài)，以提高邊坡巖體的整體性，從而從根本上改善巖體的力學(xué)性能，有效地控制巖體的位移，促使其穩(wěn)定，達(dá)到整治順層、滑坡及危巖、危石的目的。采用仰斜排水管技術(shù)排出路基內(nèi)的地下水和滲流水，一方面使原來(lái)含水量很大的路基土含水量大幅度降低，提高了路基強(qiáng)度，加一方面排水管的加筋作用提高了路基穩(wěn)定性。在塹頂處運(yùn)用截水溝能夠有效阻止降水積聚后流入坡體，從而提高土體的抗剪能力[6]。采用攔石網(wǎng)，能夠阻擋從坡體或者塹頂?shù)袈涞乃槭瑥亩ＷC道路的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]成平，陳永耀.JTG B01-2003.淺談《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[S].公路，2004（9）：71.

[2]GB 50330-2002.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]趙仕禮.某山區(qū)公路61米高邊坡滑塌成因與防治[J].路基工程，2008 （2）：198-199.

[4]JTG D30-2004.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5]CECS 22：2005巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

[6]李定橋.淺談山區(qū)公路邊坡滑坡的綜合治理[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2007，18（2）：157-158.

作者簡(jiǎn)介：胡安邦（1991-），男，湖北黃石人，學(xué)生，碩士，研究方向：路基工程。