公路常見路堤滑坡治理分析與討論

王葉飛

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽市 110166)

1 概述

路堤是指高于原地面的填方路基。公路工程建設(shè)的路堤填筑過程中有時(shí)會發(fā)生滑坡，路堤發(fā)生滑坡時(shí)已填筑路堤土體開裂或滑移，已施工的路堤邊坡防護(hù)工程和排水溝等破壞，坡腳外地面隴起或開裂，線外地形地物受到影響?？梢钥闯雎返袒虏粌H對工程建設(shè)產(chǎn)生直接影響，使工程的質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用均受到損失。而且還會影響線外的農(nóng)田、建筑、地方道路等。對路堤滑坡發(fā)生的原因進(jìn)行分析，盡量避免路堤滑坡的發(fā)生對公路的順利實(shí)施有著重要意義。

2 路堤滑坡分類和形成原因

路堤滑坡可按滑動土體大小分為大、中、小型滑坡，這在很多文章中均有介紹。還可按時(shí)間、位置、發(fā)展階段進(jìn)行分類。為了更便于分析路堤滑坡成因，我們可按滑坡的滑動主體進(jìn)行分類，即路堤填土本身滑動和路堤和地基整體滑動。

路堤填土本身滑動與填料和壓實(shí)有著密切關(guān)系，設(shè)計(jì)文件說明書中對路堤填筑材料的強(qiáng)度和壓實(shí)度有明確要求，工程施工技術(shù)相關(guān)規(guī)范中對施工也有相應(yīng)要求，該類滑坡如按相關(guān)要求規(guī)范施工，對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制一般是不該發(fā)生的，即該類滑坡基本可以避免。該類滑坡發(fā)生時(shí)可要求對填筑土體清除后按相關(guān)規(guī)范和文件要求重新填筑施工。

路堤和地基整體滑動的情況基本是受地基的影響產(chǎn)生的，該類路堤滑坡形成首先與水有直接關(guān)系，其它主要與地質(zhì)和地形及路堤邊坡高度有關(guān)系。首先從填筑土體高度來說，在具備滑動條件的情況下高度越高越易發(fā)生滑坡，當(dāng)然當(dāng)?shù)鼗鶟M足自鎖穩(wěn)定條件時(shí)高度對滑動基本沒有影響，一般路堤滑坡多發(fā)生在邊坡坡度為一級以上時(shí)。從地形上分析，路堤滑坡基本位置為沖溝底部、填挖交界、橫向陡坡處，對于橫向陡坡有通常所說的按地表坡比定義的陡坡，還有一種即地表表層土體與下部巖體交界面處為陡坡也屬易于產(chǎn)生滑坡的地形。地質(zhì)上基本均有表層為沖積或洪積覆蓋層,下部為巖體?；屡c水的關(guān)系是工程人員所熟知的，在以上地形條件下過路水體基本是匯集向路堤填方坡腳處或在坡腳外地面下滲，然后通過填筑土體及其下部地基滲透，橫向通過工程本體。在以上分析的地質(zhì)條件下水對路堤填土底層和地基上層土體的軟化致使土體抗翦強(qiáng)度降低，在上部路堤填土壓力作用下發(fā)生滑動。

對于該類滑坡的預(yù)防，首先設(shè)計(jì)階段對于填方的陡坡路堤，地表存在軟弱結(jié)合面的應(yīng)引起足夠重視，當(dāng)陡坡上的土體不厚時(shí)，應(yīng)清除，在巖石上建議挖臺階后填筑一層碎石過渡層，過渡層上再填筑路基填料，碎石過渡層的作用為水流通道。并在陡坡的高處設(shè)置截水盲滲溝，將水截流至涵洞內(nèi)。如下部巖體為軟質(zhì)巖石時(shí)，對于下部巖體建議表面采用硬化防水軟化處理，必要時(shí)可設(shè)置短的凸榫增加上部填筑的碎石層與下部巖體的結(jié)合強(qiáng)度。

當(dāng)陡坡上土體較厚不易清除時(shí)應(yīng)在陡坡上游進(jìn)行封閉，減少水的下滲，地面清表挖臺階后填筑透水層，并根據(jù)計(jì)算需要時(shí)設(shè)置抗滑鍵、擋墻、抗滑樁等進(jìn)行支擋。

對于沖溝位置的勘察也應(yīng)十分注意，尤其陡坡處的沖溝，一般會存在土石結(jié)合面，可按上述陡坡處理。平緩沖溝一般為均質(zhì)土體，土體不厚時(shí)清除換填，當(dāng)土層較厚時(shí)，因土體受水影響強(qiáng)度變化較大，故建議不論土體強(qiáng)度均進(jìn)行換填，換填層一方面可提高地基承載力，另一方面可起到排水作用。其它根據(jù)計(jì)算進(jìn)行地基處理和支擋措施。沖溝位置的路堤在施工階段一定要注意填筑速度，如填筑過快，土體末排水固結(jié)，當(dāng)填筑土體達(dá)到一定高度時(shí)一般會發(fā)生滑坡，施工前可將本施工段的路堤進(jìn)行分類，對于填土較高地基土質(zhì)或位于沖溝的路堤邊坡應(yīng)在施工上提前進(jìn)行，慢速進(jìn)行。而實(shí)際很多情況下由于該種邊坡需要土方量較大一般都會在后期挖方量較大時(shí)才集中進(jìn)行施工，這對路堤穩(wěn)定是十分不利的。

填挖交界一般會與陡坡路堤同時(shí)存在，對填挖交界路基的處理設(shè)計(jì)上已十分成熟，在此主要建議根據(jù)地形條件和匯水情況進(jìn)行綜合考慮，如處于匯不不利條件下除加強(qiáng)堤下排水外，建議根據(jù)計(jì)算設(shè)置必要的支擋措施。

以上所述易于產(chǎn)生路堤滑坡的情況，施工中希望引起重視，嚴(yán)格地按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，施工過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)不符時(shí)應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通解決。

3 路堤滑坡處治方案

由于水的下滲軟化均有一個(gè)時(shí)間過程，所以路堤滑坡在時(shí)間上一般發(fā)生在路堤填筑到一定高度或路基施工完成后，其發(fā)生的時(shí)間滯后的特點(diǎn)使得路堤滑坡發(fā)生時(shí)會造成很大浪費(fèi)，如已填筑土體的清除重新填筑、已施工的防護(hù)和排水設(shè)施等。所以對于易于發(fā)生滑坡的路堤應(yīng)加強(qiáng)觀測，既包括路堤穩(wěn)定性也包括排水設(shè)施是否起作用等。路堤滑坡處理一般常用反壓、抗滑樁、抗滑擋墻和排水及地基處理措施。根據(jù)工程中發(fā)生的路堤滑坡比較，一般情況下路堤滑坡的處理較難度大、費(fèi)用高，處理方式按滑坡發(fā)展階段可分為加固和重新施做，路基滑坡發(fā)展較慢、發(fā)現(xiàn)較早時(shí)可對路堤先進(jìn)行部分減載后進(jìn)行支擋加固，條件允許時(shí)可采用反壓。當(dāng)路基已發(fā)生較大范圍的滑動時(shí)基本為清除所有填方體后再進(jìn)行地表處理和設(shè)置支擋措施，處理費(fèi)用較高。下面以一實(shí)例舉例說明路堤滑坡治理。

4 路堤處治實(shí)例

4.1 工程概況

某填方路堤，填方最大高度18.2m,采用土石混填，填方邊坡坡率及防護(hù)為一級1∶1.5襯砌拱護(hù)坡、二級1∶1.75襯砌拱護(hù)坡，地表縱坡1∶10.3、橫坡1∶5。路堤所處地貌單元屬丘陵間溝谷與斜坡。路堤填筑第二級過程中遭遇連續(xù)降雨后引發(fā)局部滑移。

圖1 滑坡現(xiàn)場狀況

滑體頂寬30余米，后壁產(chǎn)狀227°～246°∠62°～67°，最大垂直位移4.22m，滑體前緣(坡腳排水溝處)最大水平位移約2m隆起2～4m，向路基左側(cè)坡腳處的溝底滑移，滑體土最大厚度10m，滑移土體積約3.7萬立方米，為推移式滑移。

4.2 地質(zhì)情況

滑坡發(fā)生后進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘工作，沿主滑方向布設(shè)縱向勘探斷面2 條，鉆孔6個(gè)，沿滑移體前緣布設(shè)橫斷面1條，鉆孔2個(gè)。根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探揭示，滑移體及其所處山坡巖土體主要由第四系①-1填筑土(Q4me)、②-1殘坡積(Q4el+dl)混碎石粉質(zhì)粘土(局部為粘土)及二疊系下統(tǒng)梁山組(P1l)③-1全風(fēng)化砂巖、③-2強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r夾砂巖、③-3中風(fēng)化灰?guī)r夾砂巖、④-1全風(fēng)化泥巖構(gòu)成。

4.3 滑坡原因分析

路基填土的壓力使②-1殘坡積混碎石粉質(zhì)粘土層產(chǎn)生壓密作用，使從坡體上方向下徑流的第四系松散層孔隙潛水徑流遇阻、造成水位抬升，并大多富存于所填筑的路堤與原近地表處的第四系松散堆積層中，增加了路堤土體荷重。滑移區(qū)上方坡體內(nèi)的基巖埋深高于滑移區(qū)前緣(坡腳)，受降水影響明顯的基巖裂隙水對滑移區(qū)前緣(坡腳)處的第四系松散層孔隙潛水的補(bǔ)給作用造成坡腳土體軟化。在上部土體(路堤)荷重增大，下部路堤坡腳所匯集的地表水與地下水排泄不暢、造成土體軟化的情況下，使填方路堤從坡腳處剪出發(fā)生滑移。

4.4 治理方案

該滑坡處理方案為清除滑移體+超挖換填+引排地下水+回填路基。

(1)清除滑移體：自上而下對已發(fā)生滑移的路堤土體分臺階予以清除。由于路基已施工完成，清方后土方堆放至棄土場或挖方段落內(nèi)的難度較大，故為施工方便，建議在路基左側(cè)增設(shè)占地臨時(shí)堆放區(qū)，臨時(shí)堆放區(qū)使用前應(yīng)先清表，表土集中堆放，使用完成后將表土回填至原地面，方便復(fù)墾。

圖2 滑坡處治方案橫斷面圖

(2)超挖換填：滑移體清除完成后，在基礎(chǔ)位置超挖平均深度約5m至中風(fēng)化灰?guī)r夾砂巖層后回填平均3m厚碎石。見圖3。

(3)引排地下水：碎石鋪設(shè)完成后在頂面鋪設(shè)0.5m×0.6m碎石盲溝，橫向盲溝每20m一道，橫向流入坡腳位置的縱向盲溝，然后采用三排0.5m×0.6m碎石盲溝引入線外自然溝。

圖3 滑坡清方換填示意圖

(4)回填路基：盲溝施工完成后方可進(jìn)行路基回填工作，回填時(shí)在已開挖臺階位置鋪設(shè)土工格柵及縱橫盲溝。

5 結(jié)語

實(shí)際滑坡發(fā)生不只是本文所列情況，有些特殊地質(zhì)條件下的路堤滑坡深度很深，文中僅為一般情況下易于發(fā)生路堤滑坡情形。所舉例子僅為路堤滑坡的一個(gè)特例，實(shí)際工程中的路堤滑坡差別很大，治理措施也不盡相同，應(yīng)根據(jù)各滑坡的實(shí)際狀況及其危害程度采取不同的措施，總體原則一定確保安全，在安全的基礎(chǔ)上綜合考慮造價(jià)、工期等因素綜合確定治理措施。