公路工程高填路基滑坡稳定性分析及处理方案探讨

公路工程高填路基滑坡稳定性分析及处理方案探讨

潘国富

韶关市始兴公路局广东韶关512000

摘要：高填方路基具有地质条件复杂、自重大、填筑高度大的特点，存在较大的边坡稳定性破坏风险。这种情况下，对高填方路基稳定性进行分析就成为公路工程施工人员面临的重要任务。因此，本文以某公路工程为例，对其高填路基滑坡稳定性进行了简单的分析。并提出了几点对应的处理措施，以期为公路工程高填路基滑坡问题的有效解决提供依据。

关键词：公路工程；高填路基；滑坡；稳定性

前言

在近几年发展进程中，随着公路工程建设里程的不断增加，高填方路堤也不断出现。而在斜坡区域进行大体积高填方施工，不仅具有较大的沉降风险，而且极易产生路基滑坡事故，进而影响了公路工程路堤安全稳定性。因此，为保证公路工程高填方路基稳定运行，对公路工程高填路基滑坡稳定性进行适当分析具有非常重要的意义。

1.公路工程高填方路基滑坡形成原因及其危害性

由于降雨的影响，高填方路基自身整体抗剪强度较低，稳定性较差，在重力作用下极易出现不均匀沉降问题。而不均匀沉降问题的出现，会导致公路整体沿路堤与原地面交接位置出现滑动。即路基滑坡。高填方路基滑坡事故的发生，不仅会影响公路的稳定运行，而且对人们生命财产安全造成了较大的威胁[1]。

2.公路工程高填路基滑坡稳定性分析

2.1工程概述及边坡分析

某公路工程K20+560-+780为高填路基段，2016年07-10月为路基填筑段，2017年02月-07月为路面施工段。该公路于2017年10月正式通车运行。在2018年07月28日，该地区发生了强降雨，促使该公路工程路基边坡发生了严重变形。经过初步勘测，已获得该地基岩土力学参数及边坡地质数据。即该路基边坡主要为半挖半填方路段，自然斜坡为21°-29°，最大填土厚度为7.9-10.9m。下面土壤吸水饱和，含水量较大，且向河道侧倾斜明显。同时由于边坡开挖，堵塞了自然排泄通道，导致地下水大量淤积在黏土层。

2.2滑坡性质及变形成因分析

依据前期勘测信息，可得出该公路工程高填方路基滑崩塌体植被无明显现象，且路荃左侧自然边坡坡面上存在多条宽大裂隙。这些宽大裂隙位置主要位于K20+560左侧PM位置，为滑坡前缘剪出口；距离轴线K20+560左侧3.2m位置路基填方边缘发生明显的错动裂隙，同时伴随有裂隙张开现象。

通过对下错距离进行分析，可得出错动裂隙位置为滑坡后缘；滑坡体西侧具有一建筑物墙壁、地基存在与滑坡趋势相同的纵向裂缝，可初步判定为该公路工程高填方路基滑坡西侧边缘；依据钻孔勘测信息可得，该边坡埋深约8.5-10.2m位置具有一5.6-8.5m厚的软塑性土层。在该塑性土层钻进阶段存在明显的漏浆情况，可初步确定其为该公路工程滑坡滑床位置。

通过对以上信息进行分析，可得出该公路工程高填方路基滑坡为不稳定斜坡。即在路基填筑后雨水作用下，高填方路基边坡表层松散堆积土体发生蠕动变形，进而形成倾角为15°、横向宽为88m、纵向长为88m、厚度为12.2的滑体。初步判定该滑坡体为推移及牵引式浅层中型滑坡，且会随着雨势的增加而不断发展扩大。

依据施工记录、勘测钻孔资料，可得出该公路工程高填方路基边坡体表覆盖有一层软可塑性粘性土。该软弱土层厚度较大，且稳定性较差，为路基滑坡形成提供了地质基础；而依据施工记录可判定该地区自6月份多天普遍出现强降雨天气。大量降雨渗入高填方坡体。再加上边坡挖掘导致自然排水通道堵塞，不断浸润粉砂岩层理面。导致其抗剪强度不断下降，成为导致路基滑坡的主要内因之一。再加上在该公路施工期间，由于施工工期较紧，填筑作业施工较快，施工技术人员没有及时进行排水、支护作业，导致该公路工程高填方坡体前部抗剪力不断减弱，对自然山体整体应力平衡造成了较大影响，成为影响山体滑坡的主要外因之一[2]。

3.公路工程高填路基滑坡处治措施

3.1公路工程高填方路基滑坡处理方案设计

依据现场地质调查及钻孔资料，可得出堆积公路基础土方下卧存在小范围不良土体。且公路工程高填方路基滑坡体存在宏观变形迹象。这主要是由于高填方路基施工阶段对该不良土体进行了持续挤压，导致其表层不良堆积体丧失了前缘支撑，出现了明显的局部剪出裂缝，进而出现了推移及牵引式高填方路基滑坡情况。若不及时对边坡面层剪出裂缝进行处理，就会导致该公路工程高填方路基滑坡问题进一步加剧。

依据该公路工程高填方路基滑坡病害发生情况，施工技术人员可以从支挡及锚固工程、排水工程两个方面出发，构建完善的滑坡处理方案。一方面，在K20+560-+780段高填方路基坡脚位置设置锚索抗滑桩。相邻锚索抗滑桩间距离为5.8m，抗滑桩地下模块均为机械成孔的2.10m圆形桩体。抗滑桩主要采用隔离一个挖掘一个的方式，进行施工作业。其中挖掘施工主要采用风动凿岩机，进行钻孔、斜眼掏槽，浅孔松动爆破开挖，同时利用C20钢筋混凝土护壁支护；而锚索抗滑桩地上模块则采用截面尺寸为2.10m*2.10m的方型抗滑桩。其中方型抗滑桩进入碎块强风化粉砂岩深度主要依据悬臂端与嵌固段比例，即1/1.2，且抗滑桩桩头进入碎块强风化粉砂岩深度在11.9m以上。同时在抗滑桩桩头位置设置上排两孔、下排一孔的三孔锚索，预应力锚索为六束直径为150.0mm的钢绞线。

另一方面，在排水工程施工期间，主要在K20+560-+780段高填方路基边坡坡脚位置换填45.0cm级配碎石层。并持续回填透水性材料至顶面。同时在顶面设置58.0cm*58.0cm的排水沟，以提高公路工程高填方路基排水能力。

3.2公路工程高填方路基滑坡处理方案实施要点

首先，依据前期设计方案要求及现场开挖情况，施工技术人员可沿抗滑桩定位测量——人工挖孔桩——钢筋笼制作及安装——砼填芯浇筑——冠梁钢筋制安——模板安装——砼浇筑的顺序，进行抗滑桩施工。随后施工技术人员可依据坡面土石方开挖——钻孔平台架搭设——预应力锚索定位放线及成孔、安装——灌浆——锚具安装——预应力锚索张拉锁定——封锚——钻孔平台架拆除的顺序，进行锚索张拉施工。需要注意的是，在施工进场后，施工技术人员应第一时间进行测量放线作业。在确定开挖支护范围后，在K20+560-+780段高填方路基抗滑桩施工顶部每间隔15m，布置一个观测点，以保证抗滑桩施工环节始终位于监测范围内。在抗滑桩施工完毕后，施工技术人员可采用自下而上的施工顺序，在下部锚索张拉的基础上，依据一排锚索高度控制每级锚索张拉支护高度。进行跳段工作面及流水作业面的合理设置，以保证施工安全性[3]。

其次，由于该高速公路高填方路基滑坡段具有较厚的分层土，且边坡坡度较大，因此，施工技术人员可以相邻抗滑桩间隔跳挖施工顺序控制为依据，控制相邻抗滑桩进深高度差值在22.0m以下。同时在已开挖成孔的抗滑桩内进行全天候不间断抽水作业，以控制地下水位上升高度在已成孔抗滑桩底以上5.0m。随后施工技术人员可在同护壁浇筑口中心位置，将φ20mm钢筋间距100mm向斜下方打入土层中。一般每模钢筋打入土体中深度为50cm。结合后背模板铺设作业，可保证护壁周边土体稳定性。

最后，在K20+560-+780段高填方路基边坡坡脚碎石层填料选择时，施工技术人员应优先选择该公路工程隧洞开挖洞渣，其余填料则采用取石场开采释放进行填筑。在填筑施工阶段，主要填料粒径组成及级配碎石组成如表1所示：

表1某公路工程K20+560-+780段高填方路基边坡坡脚回填料组成

在回填材料确定之后，由于上述填料透水性较好，为避免雨水冲刷作用对路基边坡坡脚石料回填效果的影响，施工技术人员可采用码砌边坡坡脚防护的方式，进行施工作业。即利用先填筑后码砌的施工方式，沿每级高填方路堤边坡坡脚，控制码砌厚度在1.75m左右，进行台阶式码砌。同时将石料逐个码砌，保证回填石料间互相咬扣，且无明显松动情况。随后，为避免雨水经冲沟部分深入该公路工程高填方路基软弱结构层，施工技术人员可以选择现状冲沟外的适当位置，设置一道截水沟。截水沟主要利用C20混凝土灌注而成，主要尺寸为0.58m*0.58m，且距离原冲沟外距离在5.1m以上[4]。在截水沟设置完毕后，施工技术人员可以从K20+560-+780段高填方路基边坡顶部剪出裂缝入手，利用C15混凝土进行回填，以便最大程度控制K20+560-+780段高填方路基边坡面层雨水渗入。

3.3公路工程高填方路基滑坡处理后效果分析

在锚索抗滑桩施工作业结束之后，施工人员对施工段进行了土工实验测试。得出：该路基滑坡段各地层安全系数明显上升，大于1.452。表明锚索抗滑桩加固滑坡路段具有良好的施工效果。

4.总结

综上所述，滑坡治理是一项投资巨大、技术复杂、施工危险的复合型工程，因此，在高填方路段公路施工过程中，施工技术人员应结合具体工程地质条件，对滑坡产生原因及特点进行深入分析，了解高填方路段公路滑坡事故发生机理。随后制定合理的加固方案，以保证高填方路段公路路基的稳定、安全性。

参考文献：

[1]邹世勇.高填方路段公路路基滑坡稳定性分析及整治措施探究[J].江西建材，2016（6）：190-190.

[2]陈华兴.高速公路复杂软土路基治理处治方法研究[J].交通科技，2015（2）：103-105.

[3]潘建标.高填陡坡路堤稳定性分析及处治方案[J].福建交通科技，2017（5）：1-5.

[4]林舒心.山区高填方填石路堤稳定分析与处治措施探讨[J].福建交通科技，2016（3）：12-15.