山區(qū)公路半填半挖路基穩(wěn)定性研究

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1、山區(qū)公路半填半挖路基穩(wěn)定性研究【摘要】針對(duì)山區(qū)公路半填半挖路段的路基穩(wěn)定性的難題，總結(jié)出國(guó)內(nèi)外關(guān)于半填半挖路基高邊坡處理辦法，并將此辦法應(yīng)用于湖南省某山區(qū)高速公路高填挖邊坡設(shè)計(jì)之中取得了良好效果?！娟P(guān)鍵詞】山區(qū)公路；半填半挖；路基穩(wěn)定性；處理分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1引言公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，是國(guó)家交通基礎(chǔ)設(shè)施。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國(guó)公路也在向經(jīng)濟(jì)欠發(fā)迖的山區(qū)縱深發(fā)展。目前公路的建設(shè)己經(jīng)轉(zhuǎn)向山區(qū)。我國(guó)在近幾年，公路建設(shè)飛速發(fā)展，也逐步由東部轉(zhuǎn)向西部，由平原地區(qū)轉(zhuǎn)向山區(qū)。半填半挖是山區(qū)公路常見(jiàn)的一種路基形式。我國(guó)在早期建設(shè)公路時(shí)，對(duì)高邊坡及半填半挖高路堤的危害認(rèn)識(shí)

2、上不足，沒(méi)有針對(duì)高邊坡的專門設(shè)計(jì)和專門施工，高邊坡出了很多問(wèn)題，吃了不少苦頭，損失很大。公路半填半挖式填土路基破壞問(wèn)題早已是國(guó)內(nèi)外研究者關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是半填半挖高填路堤（填筑高度大于15m）的病害更為突出，危害更大，嚴(yán)重影響了已通車高速公路的運(yùn)營(yíng)安全。高填路堤病害的宏觀特征是：沿路基縱向裂縫、路面整體下沉、局部下沉、填挖交界沉降不均勻、整體滑移等，如何對(duì)其病害成因進(jìn)行分析，根據(jù)半填半挖高路堤病害形式選擇合適的處理方案成為山區(qū)公路中的重要問(wèn)題。2路堤高邊坡處理方法目前國(guó)內(nèi)外山區(qū)公路高邊坡治理的處治方法基本上可以分為四大類，即水土保持、支擋加固、排除地下水、防落石。水土保護(hù)

3、主要是邊坡表面的防護(hù)，有錨噴護(hù)面、砌石護(hù)面、植物防護(hù)、修建排水溝等；支擋加固是針對(duì)可能發(fā)生的邊坡病害或治理已有的病害，主要方法有擋土墻、樁板墻、錨索樁板墻、抗滑樁、錨索抗滑樁、錨桿擋墻、錨碇板擋墻、錨桿框架、錨索框架、加筋土擋墻、鋼管微型樁、注漿鋼花管樁；排除地下水有排水孔、排水洞、排水井、支撐滲溝、滲水盲溝；防落石的方法有防護(hù)網(wǎng)、點(diǎn)式錨墩、明洞、棚洞。目前對(duì)山區(qū)公路半填半挖路基研究的報(bào)道很少。半填半挖路基由于填方部分的土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性難以與挖方或自然坡面土體相一致，在目前已建的半填半挖路基，有大部分出現(xiàn)填方路基下沉、開(kāi)裂，更有甚者，填方部分路基沿挖填界面整體滑坡的嚴(yán)重的

4、自然災(zāi)害。有的學(xué)者則研究路基不均勻沉降對(duì)瀝青路面受力變形的影響，對(duì)半填半挖路基進(jìn)行彈塑性動(dòng)力有限元分析，計(jì)算出在汽車荷載作用下由于路基土在力學(xué)和物理性質(zhì)上的差異而產(chǎn)生的差異沉降。研究了兩種工況（汽車荷載作用產(chǎn)生的差異沉降及汽車荷載和土體固結(jié)共同作用產(chǎn)生的差異沉降）對(duì)瀝青路面受力變形特性的影響。也有學(xué)者認(rèn)為半填半挖路基下沉、變形和沿填挖界面開(kāi)裂等現(xiàn)象的經(jīng)常發(fā)生，其原因主要是填挖兩部分土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性存在著一定的差異所致。半填半挖路基施工雖然在規(guī)范上明確規(guī)定了施工程序、處理措施和填筑要求，但由于標(biāo)準(zhǔn)太低，很難滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。半填半挖路基是山區(qū)公路的一大特點(diǎn)，且填方部分

5、一般屬于高填方，填料多取自于路基附近的挖方段，常以碎石土為主。存在多種客觀素的影響，高填路基的特點(diǎn)是路基邊緣的壓實(shí)度往往難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，造成路基沉降過(guò)大，影響行車安全。也有學(xué)者認(rèn)為在高填方路基的填挖結(jié)合部，應(yīng)由填方底部在挖方一側(cè)沿路線縱向挖臺(tái)階，當(dāng)?shù)孛鎯A斜度小于1:2時(shí)，臺(tái)階寬2.0m;當(dāng)?shù)孛鎯A斜度大于1:2時(shí)，臺(tái)階寬度不小于1.0in，臺(tái)階底設(shè)置2°/。?4%向內(nèi)傾斜的坡度。當(dāng)填方區(qū)填至路槽底以下6.0?8.0m時(shí)，應(yīng)增設(shè)土工格柵，土工格柵沿路線縱向長(zhǎng)7.0m（填方區(qū)和挖方區(qū)各3.5m），橫向?qū)挾葹槁坊钪挾龋瞬堪ㄌ盍虾?.3m。土工格柵一般為4層，間距為1.0?2

6、.0m，以減小因路基沉陷不均勻帶來(lái)的危害。3工程實(shí)例湖南省山區(qū)某高速公路存在多處半填半挖路段，其中一處高填路基發(fā)生多次病害。該處邊坡覆蓋第四系殘坡積土粉質(zhì)粘土，厚度薄。大部分地段出露強(qiáng)風(fēng)化基巖，巖性為冷家溪群（Ptln）淺變質(zhì)砂質(zhì)板巖。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的邊坡破壞模式主要有：深層滑動(dòng)屬于填土加載引起沿下伏軟弱層的滑動(dòng)和淺層滑動(dòng)屬于地表水下滲的作用引起填土中圓弧形滑動(dòng)。設(shè)計(jì)施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地表變形跡象分析、深孔位移監(jiān)測(cè)資料分析、路基沉降分析、裂縫原因分析綜合考慮，該滑坡的滑動(dòng)是由于I期錨固工程的抗滑力不足引起沿老滑面的滑動(dòng)破壞。綜合以上分析，該段路堤邊坡病害成因歸納為以下幾個(gè)特點(diǎn)

7、：1、該路堤為半填半挖高陡坡路堤，路堤的填筑高度迗46.0m，原自然邊坡坡度為24?29°而且路堤長(zhǎng)迗340m。2、路堤填料軟弱，填料以花崗巖風(fēng)化殘積土為主，粉粒含量高，占33?85%，隨地下水的快速升降而易流失，會(huì)引起路基填料土易濕陷脫空和淺層變形。3、路堤含水層浸泡的范圍大，在三級(jí)平臺(tái)以下鉆孔的地下水位大多在地面，現(xiàn)場(chǎng)坡體大面積出水，在路基面埋深7.9?14.6mo4、下臥軟弱巖層，而且向河側(cè)具有一定傾斜度，根據(jù)各斷面的反算結(jié)果，取K=1.0?1.03,反算得出強(qiáng)度指標(biāo)C=25kPa,二13?14°。5、邊坡變形首先從邊坡