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浅议公路边坡滑坡处理

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摘要:由于公路修建在山体坡脚,改变了自然固结山体的受力及排水形式等因素,容易出现边坡滑动失稳现象。边坡的滑坡不仅影响建设期间的施工进度和施工安全,如处理不当,还会对公路运营期间的通行安全和地方经济造成严重的危害。本文分析了公路边坡滑坡产生的原因,并在工程实际中的处理措施进行了探讨分析。

关键词:公路;边坡;滑坡;处理措施

S13等级公路复建工程是是13省道青山至临安的一部分,同时也是安吉县天荒坪旅游区的重要山区公路,按山岭重丘三级公路标准设计,线位大部分处于山体坡脚处,开挖断面较大。工程区属亚热带季风气候区,多年平均气温为12℃~16℃,多年平均降水量1509.4mm。工程十年一遇24小时降水量为202mm,汛期主要集中在每年的4月至10月。2012年8月8日,第11号台风“海葵”在安吉县平均降雨量273毫米,局部山区最大雨量644毫米。致使S13等级公路复建工程K0+778-K0+833段左侧边坡发生了滑坡,其后缘出现了多条张拉裂缝,存在继续滑坡可能。现对该处滑坡产生的原因和处理措施作如下分析。

一、滑坡概况

K0+778-K0+833段左侧滑坡(见图1)前缘滑坡滑面呈一圆弧状,后缘位于192~196m高程附近,底部从挡墙顶部剪出。受牵引,后缘出现了多条张拉裂缝,形成滑坡隐患HP1,最后裂缝在204m高程处,两侧羽状裂隙发育。滑坡隐患体总体积约1.8万m3,厚度大多小于10m,属小型浅层滑坡。

HP1滑坡体范围:后缘宽约30m,前缘宽约60m,最大高差29m,厚度6.2~8.1m,主轴方向长约68m,总方量约1.3万m3。主滑方向为42°,中部产生了多条宽约10~40cm的裂缝,顶部产生了10~130cm的错落台坎。属小型浅层土质滑坡。

滑坡HP1若不及时进行治理,随着时间发展,裂缝仍将不断向后缘发展,最终可能形成规模更大的滑坡HP2。

图1:滑坡剖面图

二、滑坡产生的原因

1、该段路基位于山体坡脚处,开挖断面较大,破坏了山体的自身稳定性。

2、该段路基在修筑时未设置排水沟,短期集中降水冲刷坡面,雨水渗入增加了山体自身重量。坡脚挡土墙处于滑坡体上,未有效支撑山体。

3、边坡坡度较大达到40度左右,土质为碎石松散土,其中夹带孤石,与基岩间存在厚约0.8米的强腐殖土,抗剪力极差,形成了滑动面。

三、治理原则

治理需综合考虑降雨强度、地下水、地形、岩性等情况,合理布局,因地制宜地选择安全可靠、经济合理、技术可行的工程措施,确保边坡稳定和安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡的效果。结合本工程特点和实际情况,本次治理原则为:

1、在满足工程建设需要和保证施工期间边坡安全的前提下,结合工程实际,优选、优化治理方案;

2、根据斜坡特点和地质环境条件,合理布置治理工程,避免浪费;

3、方案力求经济、便于施工,技术路线要具有可操作性;

4、根据施工情况,及时完善、优化方案。

5、根据地质勘查报告,结合我县工程实际经验,治理参数选取见下表:

岩土体名称 重度γ(kN/m3) 饱和重度γsat(kN/m3) 抗剪强度指标 挡墙基底摩擦系数 备注

粘聚力

c(kPa) 内摩擦角φ(°)

④1含角砾粉质黏土 19.0 21.0 10.7 16.4 0.3

④2含黏性土碎石 19.5 22.0 5.0 28.0 0.35

④3含砾黏土 19.0 21.0 10.1 12.5 0.3 为滑带土

⑨3中风化灰岩 23.0 23.0 400.0 45.0 0.5 滑床

四、治理方案

根据专家会审意见,设计单位对滑坡采用削坡+抗滑桩支挡+截水沟治理方案,具体如下:

图2:平面布置图

(一)填缝

对现有裂缝进行粘性土回填,盖上塑料薄膜,防止地表水沿裂缝下渗,直接补给滑动面。边坡开挖过程中,发现有新的裂缝,也及时用粘性土回填,并盖上塑料膜。同时加大监测力度,根据裂缝变化情况,采取相应的处理措施。

(二)削坡

抗滑桩后进行适当削坡,从桩顶185.0m标高处向南滑坡后缘方向按1:1.5坡率进行削坡。削坡施工时应按照平、剖面图对治理范围进行放样,按放坡坡顶线位置,严格按设计的范围及要求,采用自上而下进行。

(三)抗滑桩

1、由于区域内不能爆破,考虑施工的安全性,本工程抗滑桩采用直径1800的钻孔灌注桩,桩间距3000 mm,嵌入基岩长度不小于桩长的1/3。

2、抗滑桩桩身砼强度等级为C30,桩身纵筋的砼保护层厚度为60mm,桩位水平偏差小于50mm,垂直度偏差小于0.5%,沉碴厚度小于100mm,桩长,施工过程中必须保证施工质量,不得出现颈缩、夹泥、露筋、断桩等施工质量问题;

3、桩身砼充盈系数不小于1.1;桩身混凝土超灌500mm;

4、打桩施工顺序为跳打法,要求打一跳一,防止成桩相互影响;

5、主筋为下部6米93根¢28HRB400钢,每三根为一束,上部(L-6米)为62根箍筋为¢28 HRB400钢,每二根为一束。

(四)排水系统

坡顶3.0~5.0m处设置一道截水沟,采用C20混凝土浇灌。截面梯形状,顶内宽1000mm,底内宽400mm,两侧坡度1:0.50,深500mm,厚度150mm。截水沟地形高差较大处设置跌水槽,尺寸与截水沟一致,台阶高度300mm。截水沟将上部山体地表水引入山脚接入公路排水沟,并设置集水井(沉砂),内宽800mm,深1000mm,壁厚150mm,采用C20砼浇灌。

截水沟间距10~15m设置伸缩缝,缝宽20~25mm,缝内以沥青木板或沥青麻丝等沿缝内、外、顶三方填塞,填塞深度不小于100mm。

(五)反压回填

抗滑桩前适当回填反压,按坡率1:1.75回填并修整边坡,并在181.0m处设置一平台,平台宽3.0m。回填前先清除表层种植土,再按规范进行分层压实回填。土料中有机质含量不得超过5%,亦不得含有膨胀土、砖、瓦等建筑垃圾及杂物。回填面保持平顺,不容许有凹坑存在,最终坡面按设计坡率要求。

(六)监测方案

施工过程中,施工单位委派专人进行巡查监测,若有问题及时采取相应处理措施并及时上报。考虑到本工程的地质条件、安全等级、排险形式等特点,根据相关规范的要求,应进行如下项目的监测:

1、坡顶水平位移和垂直位移监测

2、桩顶水平位移和垂直位移监测

3、土体深层位移监测(测斜孔)

4、地表裂缝监测

5、降雨及地下水位变化监测

布置了边坡坡顶和桩顶的水平、垂直位移监测点7个(其中桩顶2个,坡顶5个),土体深层位移监测点2个,位置详见平面布置图或根据现场实际情况确定。

同时,施工过程中,施工单位委派专人进行巡查监测,若有问题及时采取相应处理措施并及时上报。

另外,后续监测主要是对加固工程进行监测,时间为治理工程完毕后一个水文年。监测频次为1次/月,雨季1~2次/月,注意观察边坡及加固工程有无变形破坏情况,若有问题及时反馈相关部门。

(七)注意事项

1、施工时坡脚设立隔离措施和告示牌,防止无关人员进入坡脚。

2、在施工过程中,应按照安全技术要求,建立完善的安全制度,安全保障措施要到位,确保施工的安全。安全员要持证上岗,对职工进行安全教育,严格检查和监督,排除安全隐患,杜绝违反安全管理制度的行为,具体参照《高边坡施工安全技术措施》等执行。

3、遇降雨或变形破坏加剧时,应停止施工,施工人员和监测人员、设备疏散至安全地带。

五、结语

路基边坡滑坡产生的原因较为复杂,影响因素包括地质和土质条件、地下水渗流、应力变化等,大部分滑坡是由于扰动山体破坏了其稳定性而产生。现阶段路基设计的地质勘探工作容易被忽视,原始性资料收集比较少,重经验。施工过程中,施工单位不注重地质变化,未采取有效的施工方案。总之,对滑坡治理要做到:完善排水、放缓边坡、稳定坡脚、下挡上护、外封内排、注重监测。

参考文献:

[1]公路滑坡成因与防治及预报方法研究,杨天亮、彭建兵,《西部探矿工程》

[2]浅析高速公路滑坡的成因及防治措施,闽庆辉,《甘肃科技》

[3]《边坡与滑坡工程治理》,郑颖人等,人民交通出版社

[4]《公路路基设计规范》(JTGD30―2004)

[5]《公路路基施工技术规范》(JTGF10―2006)