1、公路土质边坡稳定性的几点思考摘要:公路边坡稳定性研究一直以来都是我国公路工程技术研究的薄弱环节,且一度被边缘化,这主要由我国公路工程技术人员未能认识到边坡稳定性分析的重要性所致。近年来,我国大力建设高等级公路,而公路网的逐步完善也催生了众多源于边坡失稳的坍塌和滑坡事故。基于此,公路土质边坡稳定性问题也越来越受到社会的关注。本文结合工程案例,就公路土质边坡稳定性的有关问题展开讨论。关键字:公路工程 土质边坡 稳定性分析一、工程概况(一)地质情况某滑坡所处地域原始地貌属高山峡谷地形,地形险要且山岭重丘。此滑坡坡角介于 25到 30间(坡角均值为 28) ,总体呈西南向倾斜状。经过此滑坡段的公路属二
2、级公路,公路开挖边坡高约 30m 到 50m,由此对山体自然平衡条件的破坏极大。钻探结果显示,此滑坡山体内部广泛分布着第四系坡积粉质粘土/残积粉质粘土、植物层、滑动带、泥质粉砂岩,其中植物层厚约 50cm;第四系坡积粉质粘土层厚约 150cm 到 350cm;第四系残积粉质粘土层厚约 180cm到 1550cm;泥质细砂岩层厚约 50cm 到 550cm;滑动带层厚约 50cm 到 350cm。(二)滑坡特征某公路横穿过滑坡山体的山脚,公路右侧路堑边坡开挖高度约 30m 到50m,边坡坡度介于 1::0.51;左侧流经河流宽约 80m,并筑有高差约 5m 的水库。公路工程未就山体路堑边坡采取任
3、何支护措施。山体后因暴雨影响而发生边坡滑移现象,由此产生的裂缝最宽约 1.1m。边坡上边界产生了不规则状的张拉裂缝,滑坡体后缘产生了滑坡台阶;滑坡体中部产生了剪切裂缝;公路路面出现了上隆和开裂现象。工程勘察结果显示,此滑坡具有滑坡台阶/滑坡壁、滑坡裂缝等地表迹象(见图一) 。图一:滑坡形态图二、滑坡破坏机制与加固研究(一)滑坡破坏机制滑坡破坏机制具体表现为:在山坡坡角开挖阶段,粘土边坡产生大变形破坏现象,此大变形多由坡角开挖设计值不满足实际土质的要求;滑床四周开挖方量过大,由此导致山体自然平衡条件受到破坏;雨水或山体地表水的长期作用改变了坡体稳定性周期和强度,且山体破坏呈渐进式发展趋势;山坡滑
4、坡破坏诱使路基底鼓量增加至满足下滑推力传递所需。破坏点通常接近路基底鼓点。(二)滑坡加固研究勘察结果表明,此滑坡稳定性极差,且边坡失稳受到地表水等外界因素的影响很大,则必须针对此滑坡制定更高要求的治理措施,具体内容如下:针对此滑坡稳定性极差的事实,应及时把边坡顶端的部分滑坡体清除干净,以防滑坡防治施工加剧滑坡的不稳定性,进而有效规避地质灾害的发生和安全系数的提高;针对边坡失稳受到地表水等外界因素的影响较大的事实,应及时采取措施治理好地表水,即把截水沟修筑到滑坡体周界外,以防地表水渗入滑坡体内;把排水沟修筑到滑坡体内,以此排出滑坡体范围内的地表水,此时应有序开展地表整平、裂缝填塞、松动地面夯实、
5、渗层筑隔,以此遏制地表水下渗;把一排抗滑桩布设于边坡坡脚,抗滑桩应穿过滑体锚固到要求深度,以此承担侧向荷载。此滑坡防治方案对提高公路土质边坡稳定性方面具有很好的效果。三、抗滑桩施工方法(一)桩身开挖准备工作桩身开挖之前,务必要及时做好相关准备工作,具体如下:现场核对抗滑桩桩身开挖设计方案严格按照开挖设计方案测定桩位施工放样,注意放样作业应结合工程具体施工条件适当增加各边的开挖尺寸(实际尺寸一般较设计尺寸多 5cm)空口场地整平;井口竖摇头扒杆或井架,注意起吊、出碴、进料高度应较井口高3m搭建临时风雨棚修筑井口排水沟井口设栏杆、开关门、脚踏板(起吊人员装卸料专用) ,以确保工程施工安全;备齐足量
6、的专用桶、活底箱、0.5T 卷扬机及起吊专用箩筐,若桩间距介于 5m 到 7m 间,应综合考虑桩身开挖作业与护壁混凝土灌注施工的间隙时间;配足井内专用低压发电机、照明设备,高压送电路,爆破器材,变配电设备,管路,通讯设备,安装器具等。(二)桩孔开挖一般而言,桩孔开挖应分四步进行,即土质开挖、基岩或弧石爆破、井壁坍塌整治、井空开挖支护,具体施工情况如下:土质开挖:开挖方式为人工开挖;开挖工具为铲、镐、锹;萝筐装土碴;卷杨机起吊出碴。基岩或弧石爆破:滑动面下方土质因过度坚硬而必须实施爆破松土,以满足工程施工进度的要求。表一列出了孔眼布设、装药的相关事项。表一:孔眼布设和装药备注:装药量为弧石或基岩
7、等坚硬土层,其用药量不宜过多;若井内炮眼数目过多,各炮眼用药量的控制标准为总用药量。井壁坍塌整治:桩孔开挖施工阶段,若源于地质作用或爆破作用的塌方面积不大,则务必要严格控制施工现场邻近区域的爆破作业,并及时开展护壁支护作业,且注意护壁加筋和塌空填块石,而待浇灌混凝土强度达到 80%设计强度后方可拆除模板顶撑。若塌方较严重且存在继续坍塌的现象,务必要加强观察,并有序开展悬土和危石清理把托梁暗柱搭制在塌方部位用长钉和木楔做加固处理用废木或块石填充,以防土质继续坍塌支护,注意塌方部位钢筋应做加密处理,而浇灌混凝土强度达到 80%设计强度后方可拆除模板顶撑。井孔开挖支护:各节混凝土薄壳护壁的开挖深度应
8、被控制到 60-200cm 内,护壁厚度详见表二。表二:混凝土薄壳护壁厚度上一节混凝土护壁浇灌完毕后,应结合土质特性、气温条件和混凝土设计强度确定混凝土养护时间,待达到设计养护时间后,方可拆除横撑,此时可继续开挖桩孔(自部到部) 。(三)灌注抗滑桩身混凝土1.钢筋绑扎和焊接定位一般而言,钢筋绑扎方式包括单根钢筋置于井底定位绑扎(缺点:电焊工作量过大且会危害到施工人员的身体健康) 、结合抗滑桩深度和起吊设备情况整体吊装钢筋笼,即先把钢筋加工成单根长约 5 到 7m 的钢筋笼,再把钢筋笼逐节放置井底焊接牢固。各节钢筋笼通常应增设钢轨或两道 25-28mm 的加劲箍筋等,以防钢筋笼因吊装或运输而发生
9、变形,待钢筋笼定位后,应用混凝土块楔就增设构件与护壁间隙做加固处理。2.灌注桩身混凝土灌注桩身混凝土选用输送泵为宜,把搅拌机安装在井口,并对井内情况做跟踪观察,以防突发事件的发生。待钢筋笼定位完毕,用串筒漏斗把混凝土输送到井内捣固密实。待混凝土灌注部位达到一节钢筋笼外露部位 0.4m 后,应立即开始下一节钢筋笼搭接电焊作业,并待搭接电焊检查合格后才可开始混凝土灌注作业。3. 抗滑桩承台施工待抗滑桩身混凝土灌注施工完毕后,应结合承台地面设计标高和承台地面轮廓设计尺寸完成有关放样项目,此时可开机土石方开挖作业。若桩孔混凝土护壁较承台底面高,应把超过部分凿除干净,再有序开展承台模板安装、钢筋绑扎、承
10、台混凝土分层关注等工序。结束语近年来,我国公路工程边坡失稳滑塌事故频发,其严重制约了我国道路工程建设质量的使用质量的提高,加之我国公路网的逐步完善和优化升级,社会越来越关注公路土质边坡稳定性问题,且对此类问题的研究也越来越普遍。本案结合工程实例,就某公路滑坡事件的有关方面做了详细地谈论,并引入了抗滑桩施工方案。研究证实,抗滑桩施工方案对改善公路路基土层结构、提高公路土质边坡稳定性具有很好的效果。参考文献:1 余胜祥,和耀林,杨世贤等.维德二级公路典型土质边坡破坏机制及防治措施研究J.中外公路,2011,31(6):81-85.2 金波,晁德志,李睿等.清连公路类土质边坡稳定性评价方法研究J.公路,2008,(7):59-61.3 马启和,王瑞荣,吴银亮等.某高速公路岩土质边坡稳定性分析及其防治措施J.铁道建筑,2012,(10):108-111.