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摘要:我国道路建设最近几年发展非常迅速。近年来,随着我国经济和城市化水平的不断发展,各类的基础设施不断建成,高速公路作为国家经济命脉,其建设发展的意义尤为重要。随着建成通车的高速公路越来越多,交通流量也越来越大,因此高速公路的边坡稳定性控制问题十分值得关注。
关键词:高速公路;高边坡滑坡勘察;处理分析
引言
道路建设的快速发展带动我国整体经济建设发展迅速。随着我国交通的快速发展,原有部分道路因不能满足使用要求而进行改扩建,在施工过程中可能出现各种不可预见的情况,针对出现的问题需采用相应的工程技术。
1高速公路边坡滑坡的成因分析
1.边界条件,滑坡发生的必要条件之一便是土坡前方有一定的滑动空间,通常称之为滑动临空面。因此在高速公路的建设中,其形成的高边坡临空面为滑坡提供了必要的边界条件,使得滑坡更易于发生。2.地表水和地下水的影响,在高速公路的高边坡中,其含水量及渗流路径也会对边坡的安全系数造成影响。当边坡表面发生渗水,使得边坡土体中的含水量达到土体的饱和含水量时,就会造成土体的抗剪能力大大降低,在重力的作用下发生滑坡。3.地震和爆破的影响,地震与爆破是从动力特性方面对土坡造成影响,主要体现在破坏土体内部的结构,使结构面发生松弛甚至破碎,在加上降雨或地下水的侵蚀,整个土体边坡的稳定性会大打折扣。另外由于主震发生后,通常还会伴有一些余震,也会导致土体边坡在持续的动力作用下发生更大程度的破坏,使其发生滑坡等灾害。工程爆破对边坡的影响和地震的作用类似,也是由于强大的振动效应造成土体结构的破坏。
2工程案例分析
2.1滑坡概况
某地的高速公路采用高填土路基,其中的K11+280、K15+800两段路基位于复杂的丘陵地形中的山前冲沟地带,由于特殊的地形和地质构造,使得该高速公路的两段路面在建成两年之后出现了较多的裂缝。其中,K11+280路段的裂缝范围在一级路堤和二级路堤中最高值分别有10.0m和19.0m;K15+800出现的裂缝范围最高达15.0m。这两段路段分别为二级深填方路段和一级深填方路段。
2.2抗滑桩岩石掘进方法的选择
根据地勘报告显示,桩基以下均为黑色页岩和红色砂岩,裂隙发育,且施工区域地处醴陵市城区,无法进行爆破施工。并结合边坡实际施工情况,最大限度利用已施工的坡面防护及减小对周围环境的影响,故选择采用人工挖孔。
2.3施工前准备工作
正式施工前,对实际施工单位及人员进行安全技术交底,提交施工现场的施工图纸、地下水文资料和地质勘探资料。制定详细的施工质量管理措施,确定施工顺序及雨季施工技术措施按现行国家技术标准、隐蔽工程验收及验收评定标准等规范验收,要求达到合格标准,并确保安全生产,文明施工。根据设计图纸,抗滑桩分别位于坡脚、第一级平台、第二级平台3个区域。根据现场实际情况结合施工图纸,确定抗滑桩施工顺序及施工批次如下:抗滑桩施工分3批进行(间隔2根桩跳槽开挖),自坡脚第1根桩开始开孔,跳槽2根间隔开挖(开挖桩号1#、4#、7#、10#、13#、16#、18#、21#、24#),第一次开挖9根桩,第二次开挖9根桩(开挖桩号2#、5#、8#、11#、14#、17#、19#、22#、25#),第三次开挖8根(开挖桩号3#、6#、9#、12#、15#、20#、23#、26#),桩基混凝土浇筑完成,养护达到龄期及检测合格后,方可进行下一批次桩孔开挖。每次桩基施工前都将对坡体进行位移监测,告知现场施工人员及施工作业人员,形成书面记录并签字存档。
2.4拟加固山体工程地质条件
1.加固范围,拟加固山体平面上呈倒梯形,纵向长度约55m,中部宽度约140m,横向长度约75m,体积约7万立方米,潜在滑面同岩层层面。2.稳定性分析,该段坡体的地质情况与已滑动坡体的地质情况完全相似,之所以目前未发生破坏是因为2006年变更设计施做的锚索起到了一定的稳定作用,据变更资料,原变更设计设置锚索共21根,分为两排,水平间距4m,长度为20m,倾角25°,设计张拉力600kN。根据断面测量,下部第一排11根锚索已延伸至潜在的滑面以下;潜在滑面从上部第二排锚索的锚固段中部通过。地表变形监测表明,上部第二排锚索的锚头部分已经出现约4mm的变形,表明该段锚索已经受力。
2.5勘察结果
通过对K11+280路段的勘察,发现该路段由上至下分别为沥青碎石层和泥土面结构层,并且随着路面的起伏,会出现一定程度的不均匀现象。土层属于压实的素填土层,为软塑状态,土体的强度和压缩性均为中等水平。通过对K15+800路段的勘察,发现该路段的土层特性与K11+280基本一致,均为上部沥青碎石,下卧泥土层,同时也有一定程度的相对厚度变化。在该路段中,局部设置了土工格栅,土层的性质为压实的素填土,呈软塑状态。勘察结果显示,K11+280路段中的一级边坡与K15+800路段中的均有一条较为明显的土层软弱带出现。通过观察其状态,可以大致确定不是施工造成的结果。软弱带通常与滑动面呈现相同的滑动方向和位置,造成滑坡体与母体之间的相互错动。此外由于当地的雨水冲刷和土体中的排水路径被堵塞,均导致软弱带的土体含水量增加,土体的有效强度进一步下降。另外,K11+280路段的二级边坡则不存在明显的软弱带。在K15+800路段的一处挖填土交接处,发现了路基以下的8m处存在一定范围的杂填土,这表明了在路面施工时,没有及时清理好原位置处的不良土层,这是导致路基发生不均匀沉降和路面出现裂缝的主要原因。
2.6加固措施
地质勘察发现该路段的高边坡体主要由强度较低的风化泥岩和砂岩构成,该处的土体性质风化严重,强度低,裂隙多,遇水易软化,工程性质很差。因此在雨水的作用下,十分容易导致土体发生松动甚至滑坡,因此需要对其采取措施进行加固。加固采用注浆的方法进行,首先对加固区的注浆半径进行确定,采用注浆半径为1m,注浆深度为15m,这样可以保证土体加固的整体效果。其次确定注浆孔布置方式,注浆孔间隔根据注浆的有效半径进行选取,为1m,采用梅花形布孔,同时还要保证注浆的外边界能够大于裂缝范围5m以外,这样才能保证注浆的效果。
2.7施工效果
抗滑桩是工程施工中常用的施工技术。在工程中,采用抗滑桩技术取得了很好的效果,经过施工监测可以看到滑坡体已经趋于稳定。但在此过程中仍发现了很多不足之处,还需要不断完善施工工艺,强化细节的处理。
结语
随着我国高速公路建设的不断发展,在高速公路的边坡防护和治理方面需要更加深入的研究。在进行高速公路的勘察设计和施工时,必须全面重视高边坡地区的勘察和处理工作,对该地区的工程地质和水文地质条件充分掌握,制定合理的防护和加固措施,从而有效避免高速公路高边坡发生滑坡的情况,为我国公路建设的持续发展和人民的生命财产安全提供保障。
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