山区公路崩滑体路基缺陷分析及对策.pdf

山东水利职业学院院刊2009年9月 第3期 山区公路崩滑体路基缺陷分析及对策 彭作言 1 崔久丽 2 1 临沂市兰山区施庄水库 山东 临沂276036 2 日照市岚山区巨峰水利站 山东 日照276812 摘要 公路建设中经常会遇到路线须从崩滑体穿越且以崩滑体为路基的情况 此时 崩滑体的失稳变形可能造成路基出 现过大变形 开裂 甚至滑塌等病害现象 以国道319线BK27 037 BK27 203路基为例 介绍崩滑体滑塌造成的路基变 形 开裂等病害现象 调查分析其形成原因 在进行稳定性计算的基础上 依据一定的设计原则并结合现场实际 对该病害 路基进行了工程处治 关键词 公路 路基 崩滑体 1工程概况 本文以国道319线BK27 037 BK27 203崩滑 体路基为例 分析路基出现较大范围开裂的原因 探索工程治理措施 该路基位于板溪滑坡体上 该段公路为沿袭原 公路采用填筑方式改建为二级公路 因填筑厚度 大 其外侧 临沟面 采用近于直立的现浇混凝土挡 墙支挡 墙体高7 10 m 滑坡体为第四系崩坡积层 在平面上略呈半圆形 主滑线方向N48 W 滑坡纵 向长90 m 横向宽165 m 滑体平均厚约12 m 最厚 达22 70 m 方量约1 5 105m3 属中型牵引式土质 滑坡 滑坡段公路为较直畅的直线段加缓和曲线 圆曲线 坡度 6 8 左右 如图1 图1滑坡体平面图 该滑坡体前部公路右侧山体于2003年7月7 日产生了滑塌现象 具体滑塌位置为图1中 滑塌 体 滑塌土体积约6000 m3 据了解 土体滑塌之 前 该区已连续降雨 当日降雨量达300 mm d以 上 为该区二十余年来最大降雨量 土体滑塌前该 处未进行施工 滑坡体局部土体滑塌导致在建二级 公路局部出现较大变形 纵向开裂现象 如图2 滑 坡出现变形后 业主委托设计单位进行了滑坡加固 处治设计 设计为对滑坡坡体进行大量清方减载的 同时 进行抗滑桩加固 如图3 在实际施工中 清 方减载工作基本按照设计完成 但抗滑桩因地下水 比较丰富 无法进行开挖工作而没有实施 图2路基因滑坡体变形纵向开裂 图3原设计路基加固处治方案 2 2009年9月 第3期 彭作言等 山区公路崩滑体路基缺陷分析及对策 2路基病害调查及原因分析 2 1病害调查 在建二级公路位于滑坡前缘 对滑坡的稳定性 而言 具反压的性质 是有利的 但因滑坡推力较 大 已致路基出现过大变形 开裂等病害 2 2病害原因分析 路基发生大变形 开裂病害前 该区已连续多 日降雨 病害发生当日的日降雨量为二十年来最 强 在降雨期间无施工作业 公路右侧山体发生了 明显滑塌现象 因此 造成该路基病害的原因为降 雨引起的滑坡滑移失稳 现场调查发现 该滑体以块石为主 块石粒径 大 块石间为黄色粘土或含碎石粘土 受水浸润后 粘土呈软塑或流塑状 降低了块石土的稳定性 滑 带土为黄色粘土 局部含少量灰岩质碎石 其粘着 感强 滑腻 滑坡成因包括 1 滑坡段地形较陡 在建公路 拓宽时 对斜坡下部作了一定开挖 增大了临空面 坡度 利于滑坡形成 虽在建公路具反压作用 但填 筑较松散 临空面仍具一定活动空间 2 滑坡区崩 坡积层厚度大 下覆岩土界面坡度较大 利于滑坡 形成 3 在建公路使雨期潜流水位上升 增大了受 地下水位涨落影响的范围 抗剪强度被降低的粘性 土及受动水压力影响的范围随之增大 另外 潜流 水的淘蚀范围也有一定增加 潜流水是本滑坡被诱 发的重要因素 3路基稳定性计算与评价 路基病害发生后 对右侧滑坡体进行了清方减 载处治 清方减载完成后近一年的现场观测资料表 明滑坡体基本处于稳定 无继续滑塌变形现象发 生 由于原设计中的抗滑桩没有施工 再加上滑坡 清方减载完成后的地面线和原计算断面发生了较 大的变化 后级平台边坡的基岩已经出露 因此不 能确保此类路基病害不再发生 有必要对该滑坡体 的稳定性进行计算评价 为确定进一步的处治措施 提供依据 3 1稳定性计算方法 由于该崩滑体滑动面是折线型 故采用传递系 数法 1 3 进行计算 计算滑坡推力时 假定沿滑动面 取单位宽度计算 不计两侧摩擦力和滑坡体自身挤 压力 滑动面和破裂面分别按直线计算 整体呈折 线滑动 根据传递系数法对边坡进行稳定性分析可 知 第i条块的下滑力Ti 抗滑力Qi和稳定性系数 Ki分别为 Ti Wisin i Ei 1cos i 1 i 1 Qi cili Ei 2 Wicos i Ei 1sin i 1 i tan i Ki Qi Ti 3 式中 Wi为第i条块的自重 N i为第i条块 底边的内摩擦角 i为第i条块底边的坡角 i 1为第i 1条块底边的坡角 Ei为第i条块对第i 1条块底的剩余推力 N Ei 1为第i 1条块对第i条 块底的剩余推力 N ci为第i条块底边的粘聚力 Pa li为第i条块底边的长度 m 由式 1 3 有 Ei Ki Wisin i Ei 1cos i 1 i Wicos i Ei 1sin i 1 i tan i cili 4 5 Ei 1 Wicos i tan i cili KiWisin i i Kicos i 1 i sin i 1 i tan i 按上式计算可考虑多个结构面组成的滑动面 根据崩滑体结构变化情况和滑动面坡度的起伏变 化 将整个崩滑体划分为N个条块 由第一块开始 顺序利用各条块的平衡关系计算出各条块之间的 不平衡推力 最后一个条块的平衡关系确定斜坡的 稳定性系数 典型剖面计算条分图见图4 图4典型断面计算条分图 Fig 4 Calculation of the finite slice of typical section 3 2稳定性评价 计算参数依据 工程地质勘察报告 取值 即 滑体容重 采用经验值23 18 kN m3 滑带粘聚力c 取25 kPa 内摩擦角 取22 滑坡体的稳定状态依 据计算得的稳定安全系数进行评价 4 5 若安全系数 不小于1 20 则为稳定状态 若介于1 00和1 20之 间 则为欠稳定状态 若小于1 00 则为不稳定状 态 计算结果为 清方减载后 滑坡体的稳定安全 3 山东水利职业学院院刊2009年9月 第3期 系数为1 05 处于欠稳定状态 需要进行加固处治 4路基病害工程治理 针对路基挡墙变形情况 路基破坏机理及诱发 因素 遵循安全 与周围环境协调 经济合理的设计 原则 依据相关规范 6 7 对该崩滑体路基病害采用 锚索框架梁加固路基挡墙 在挡墙中下部设置近水 平排水孔排除路堤填料和路堤上边坡排泄的地下 水 降低地下水压力 同时加强边坡封闭和排水 具 体为 锚索框架梁 根据挡墙情况 按照挡墙原施工 段落分段处治 锚索采用6束 15 24钢绞线 锚固 端长度8 m 自由端长度9 18 m 成孔孔径 130 锚孔采用M30水泥砂浆灌注 注浆压力0 6 0 8 MPa 锚索与水平夹角25 锚索设计受力700 KN 须超张拉至840 KN 锚索框架梁间距4 m 4 m 垫 墩尺寸1 m 1 m 如图5所示 图5锚索框架梁加固路基 排水孔 挡墙中下部布置一排水平排水孔 采 用 80软式透水管 间距4 6 m 长度10 m 倾斜度 4 回填抗滑桩挖孔 抗滑桩施工虽然没有完成 但已在全工程断面开挖了不同深度的桩孔 对已挖 桩孔采用C15片石混凝土回填 回填高度应不低于 地面 边坡封闭和排水 对整个边坡进行有效的封 闭 对已有的裂隙进行粘土或砂浆封闭 并增加破 面浆砌片石封闭区域 对边坡顶部排水进行疏通 增加坡面防排水措施 尽量避免坡体内的降雨入 渗 5工程效果 本路基病害处治工程竣工后 该段公路运营已 有一年半时间 且经历了一个雨季 路基没有再发 生过大变形或开裂等病害 表明所实施的路基处治 措施是有效的 6结束语 崩滑体路基的稳定问题及其引起的路基病害 问题 是山区公路建设 运营中经常遇到且关系到 道路安全施工 运营的主要岩土工程问题 该类路 基的稳定性问题由于影响因素众多而比较复杂 其 工程治理措施也通常因施工场地狭小而具有特殊 性 我国山区公路的建设正处于快速发展阶段 工 程中经常会遇到类似问题 因此结合工程实际对该 类路基病害的形成机制 处治措施等进行研究 具 有一定的紧迫性和工程实际意义 本文所述的崩滑体路基病害类型在山区公路 中具有普遍性 其工程处治措施不应仅局限于本文 所述类型 应是多样的 在实际工程中 选取经济 安全 可行 有效的工程处治措施是至关重要的 参考文献 1 魏丽敏 何群 林镇洪 考虑地下水影响的滑坡稳定性分 析 J 岩土力学 2004 25 3 422 426 2 刘代全 侯运秋 某高速公路倾斜基底高路堤滑坡机理分 析与治理 J 公路 2004 1 46 50 3 池秀文 秦莹 夏元友 崩滑体稳定性计算及防治方法研 究 J 岩石力学与