摘 要: 以省内某山区二级公路高路堑边坡处治施工项目为例,阐述了省内高路堑边坡的常见失稳破坏形式,并针对性提出了边坡处治施工措施,拟为今后的高路堑边坡综合处治施工积累工程经验。
关键词: 高路堑边坡; 山区公路; 边坡失稳; 边坡处治
1 省内高路堑边坡常见失稳破坏形式
边坡沿滑动面失稳滑动破坏和有限变形破坏是省内高路堑边坡最常见的破坏形式; 滑动破坏形变和滑移量相对规整,具有明显的规律性,有限变形破坏本质上不属于边坡失稳,是边坡土体在外荷载扰动下,平衡被打破后,在一定变形范围内又重新获取平衡的一种应力释放和重分配过程,其本身对高路堑边坡的稳定性影响较小,此外,由于岩体性质、降水量等因素影响,瞬间崩塌失稳破坏在省内极其少见,故不作主要阐述。
1. 1 沿失稳滑动面滑动破坏高路堑边坡的潜在滑动面与边坡铺筑面呈平行状态,且顺坡向倾角不大于边坡坡角,一旦作用在潜在滑动面上的剪应力大于坡面之间的摩阻力时,在外荷载扰动下,潜在滑坡面将沿着边坡铺筑面滑动失稳,滑动病害多见于坚硬的岩石边坡中。经总结工程勘察实践经验可知,滑动失稳破坏的主要影响因素有: 潜在滑动面倾角、边坡坡角,且倾角值与滑动土体平均厚度、失稳滑动影响范围之间呈现明显的负相关关系。图 1 依次为单一、折线及多折线滑动破坏图示。图 1 单一、折线及多折线滑动破坏
1. 2 有限变形破坏有限变形破坏本质上不能归结为一种破坏形式,在高路堑边坡开挖过程中,由于施工荷载扰动作用下,导致原有的岩体应力重分配,岩体的原有平衡状态被打破,在应力释放和重分配至新的平衡体系过程中,岩体会出现明显的变形破坏,如果变形过大,将导致岩体局部出现不同程度的失稳。有限变形破坏最常见于坚硬的岩体颗粒中。高路堑边坡开挖过程中,伴随应力释放过程会出现局部“岩爆”现象,在部分岩体质地相对疏松和薄弱的位置,将诱导产生新的开裂。在相同的开挖工况下,开挖荷载强度与岩石应力松弛程度呈现正相关关系,岩体应力松弛程度直接决定了边坡的变形破坏程度。
2 高路堑边坡工程处治应用
2. 1 二级公路边坡工程概况及病害某山区二级公路起讫点桩号分别为: K300+400、K312+ 450,全线施工里程 12. 5 km,公路设计等级为二级,其中, K308+200 ~ K312+450 段为高路堑边坡段,公路主线穿越山区丘陵地带,左侧山体坡度值为 16° ~ 21°,丘陵最大高差值为 52. 3 m,线路中心线开挖深度为 12~ 16 m。线路途经地带岩体类型主要为页岩、灰质岩及砂质页岩,岩层破碎明显,风化程度相对均匀,属硬塑性,覆盖厚度为 4. 5 ~ 5. 5 m; 线路途经岩层节理发育相对成熟,由南向北有一条与线路近似平行的主断层,该断层是决定高路堑边坡稳定性的关键因素,同时也是地下水上渗的主要渠道。
2. 2 二级公路高路堑边坡处治施工技术应用综合分析现场高路堑边坡滑塌事故现场情况,拟采用抗滑桩加固处治施工技术。图 3 为抗滑桩现场施工流程图。
直接在高路堑边坡结构上成孔,为了防止继续坍塌导致的施工成孔阻塞,应采用自上而下的顺序缓慢开挖成孔,开挖成孔过程中如果遇到质地较硬的岩层,应使用冲击镐锤粉碎,如果一次钻进粉碎量过大,可在现场使用炸药定点爆破,粉碎后应及时清理碎渣; 成孔过程中如遇地下水渗透事故,应调用抽水泵快速抽取,以防止出现成孔内“管涌”病害,排水完毕后,应及时封闭成孔,防止水分反流。成孔后,应及时进行成孔壁支护施工,支护结构呈阶梯状,采用起重机将钢筋骨架一次性吊装入成孔内,并采用高压喷射混凝土进行泥浆护壁作业,护壁用混凝土应添加早强剂,以实现强度快速形成的目的,钢筋骨架吊装和泥浆护壁应一次性连续完成。护壁成型后,应吊装钢管,保证钢管桩定位准确。为了保证抗滑桩的竖向轴载、侧向抗弯及横向稳定性,应妥善焊接钢筋骨架结构,保证骨架主筋接头和骨架截面位于同一平面上,钢筋焊接搭接长度应不小于100 mm,主筋和环向箍筋应采用焊接连接,剩余构造钢筋可以使用绑扎连接,构造钢筋绑扎间距应控制在 50~100 mm,桩顶和桩底应适当加密构造钢筋; 钢筋骨架吊装完毕后,应及时浇筑高强度混凝土,为了保证抗滑桩内的混凝土浇筑质量,应采用分层浇筑同步振捣的施工工法,保证每层浇筑后能够充分振捣密实,防止出现抗滑桩内空洞、漏振等问题,单层浇筑厚度应控制在 250~400 mm 范围内,且在浇筑完成后的 10 小时以后及时养护,养护周期应不少于 7 天。抗滑桩成型后,为了检测抗滑桩内部质量,可以借助超声波探伤设备进行无损检测,以明确抗滑桩的可靠性。
3 总 结
山区高路堑边坡公路路基施工过程中,为了保证路基承载能力、结构稳定性及行车平顺性等设计施工参数满足设计及施工要求,必须重视高路堑边坡的路基稳定性问题,结合省内山区丘陵地质条件和公路施工实践情况,应制定针对性的高路堑边坡处治方案。本文以省内某山区二级公路高路堑边坡处治施工项目为例,提出了抗滑桩处治施工方案,经加固后的高路堑边坡稳定性满足设计及施工要求,可以在今后的处治项目中推广使用。
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《高路堑边坡处治施工及工程应用》来源:《四川建材》,作者:张永刚 。