加筋土柔性擋墻在高速公路邊坡滑坡處治中的應用

石方楠

摘要：加筋土柔性擋墻作為一種柔性防護結構物，可以適應坡體微量形變且抗震性能良好。文章結合高速公路膨脹土邊坡滑坡處治案例，通過對不同處治方案進行比選，介紹了加筋土柔性擋墻的設計、工作原理及所達到的防護效果，以期為類似高速公路膨脹土邊坡滑坡處治工程提供參考。

關鍵詞：加筋土擋墻;柔性支護;膨脹土;滑坡處治

中國分類號：U417.1+15文章標識碼：A060223

0 引言

加筋土柔性擋墻能適應膨脹土邊坡輕微形變，保證邊坡穩(wěn)定，兼?zhèn)涫┕ぐ踩?、進度快的優(yōu)點，不僅能較好地治理高速公路邊坡滑坡問題，而且有利于保護環(huán)境，具有明顯的社會效益，在高速公路邊坡防護處治中有較為廣泛的應用前景。本文結合廣西某高速公路膨脹土邊坡滑坡處治的工程實例，說明了滑坡工程概況、加筋土柔性擋墻的設計方案及防護效果。

1 滑坡工程概況

1.1 滑坡基本情況

廣西某高速公路K58+485～K58+545段右側為四級挖方邊坡，最大坡高35.53 m，地質為弱膨脹性巖土。邊坡采用的坡率是1∶1.25～1∶1.75，防護類型為拱形骨架+植草綠化，周圍截、排水系統(tǒng)齊全。該高速公路在2017年建成通車，在試運營過程中，K58+485～K58+545段右側一級邊坡因受到2019年5月強降雨影響，發(fā)生滑坡，但上部邊坡未出現裂縫。隨后，因連續(xù)強降雨，K58+485～K58+545邊坡變形進一步發(fā)展，同時上部二、三、四級邊坡出現裂縫、錯臺。

1.2 滑坡基本特征

1.2.1 滑坡空間形態(tài)

滑坡滑動方向與線路大樁號方向夾角約60°，滑動走向為325°?；驴傮w積約5.28萬m3，沿滑移方向長110 m左右，沿高速公路走向總長度為60 m左右，滑體的厚度在5～12.5 m之間?；w整體形態(tài)呈“長舌狀”，其剪出口位于線路右側路基邊坡坡腳處，側翼及后側邊界清晰可辨?；婵臻g形態(tài)近似于圓弧形狀，傾角為上陡下緩，后側較為陡峭，中前側比較平緩，角度約50°～60°?；潞筮吔珏e臺（高約3 m）、裂縫較為明顯。

1.2.2 滑坡成因

滑坡成因包括坡體自身原因和外在影響，兩者是有相互關聯、互為補充的。滑坡形成是由多種原因綜合影響的，包括地形地貌、坡體構造、膨脹性巖土等內因，以及連續(xù)強降雨、地下水充足、農用機耕路改路施工等外因。經分析討論，確認該段邊坡變形破壞主要原因是膨脹性巖土邊坡在連續(xù)強降雨下飽水，坡體土質間粘結力減弱、重力增加，從而引起邊坡變形失穩(wěn)，形成滑坡。

2 滑坡治理方案比選

根據對滑坡工程概況分析，滑坡處治應重點在加強坡體支護，同時完善地下水、地表水排水設施，保證邊坡穩(wěn)定，不再變形。

從邊坡實際情況出發(fā)，擬定以下方案對滑坡進行處治：

2.1 抗滑樁方案

在二級挖方邊坡平臺布設14根截面直徑尺寸均為2.2 m的圓形抗滑樁對坡體進行防護，同時在一級邊坡設置大體積格賓擋土墻抵抗樁前剩余下滑力。抗滑樁總樁長406 m，最小樁長26 m，全長打入土中，樁間距為4 m，樁頂采用混凝土帽梁連系，所需混凝土數量為1 542 m3;方案造價為729.3萬元（見表1）。該方案采用抗滑樁作為設計周期內永久支護構造，下滑坡體土壓力傳遞給抗滑樁體，樁體再傳遞力至下層土體，由此不僅可以保證邊坡穩(wěn)定，具有較好的防護效果，同時不需補征地、挖方工程量小、排水設施工程量較小。但需增設抗滑樁長度較長、格賓擋墻圬工量大，造價高，且施工安全風險高、滑坡體不穩(wěn)定，對施工過程影響很大，同時樁體裸露，造型突兀，影響外觀。

2.2 加筋土柔性擋墻方案

在挖除滑坡體后，采用柔性支護回填至設計坡面，坡體設置仰斜式排水溝。采用的柔性支護體尺寸根據滑坡體位置不同，采用不同寬度及高度（最大寬度20 m，最小寬度6 m;最大高度32 m，最小高度8 m）;方案造價553.7萬元（見表1）。該方案采取柔性支護回填進行防護，下滑坡體土壓力傳遞給柔性擋墻，柔性擋墻通過墻體及土工格柵平衡土壓力，保證邊坡穩(wěn)定。柔性支護能適應地基的不均勻沉降及膨脹土的輕微變形，具有較好的現場適應性，防護效果好;能充分利用原有邊坡土體，減少棄土，造價較低，生態(tài)環(huán)保;同時對邊坡進行綠化，與相鄰邊坡協(xié)調一致，造型美觀。其缺點是加筋土擋墻施工時需要較大臨時用地以堆放作為回填料的挖方，同時挖方、填方工程量較大。

比較以上滑坡處治方案，從全壽命周期成本角度出發(fā)，綜合考慮造價、進度、安全等因素，因加筋土擋墻節(jié)省工程金額、生態(tài)環(huán)保，同時施工所用圬工量少、棄土少、施工安全，兼顧造型美觀、與自然和諧，所以加筋土柔性擋墻方案作為推薦方案實施。

3 滑坡治理方案設計

3.1 設計方案

根據廣西地區(qū)膨脹土邊坡的治理經驗，挖除滑坡體并采用柔性支護回填，同時將既有坡面適當放緩。在柔性支護后部設置排水層確保地表水及地下水及時排出。

（1）加筋土柔性擋墻坡率為1∶1.5～1∶1.75，每級柔性支護底部設置一道平臺截水溝;邊坡開挖線5 m范圍外設置路塹頂截水溝。

（2）為保證基底穩(wěn)定，加筋土擋墻支護體基礎深1.5 m，設置兩層，下層采用碎石墊層0.5 m，上層采用土工格柵反包碎石0.5 m，層間距為0.5 m，共兩層。

（3）加筋體填料采用滑坡挖土回填，填土不足部分采用借土回填，每一層松鋪填料厚度≤30 cm，施工方式與填筑路堤相同，壓實度≥85%。

（4）加筋土擋墻后排水層水平寬度≥1 m，回填材料為透水性碎石或砂礫，保證排水順暢;為防止土工格柵損壞，柔性邊坡完成后及時回填填料。采用的滲溝規(guī)格為寬度×深度=0.5 m×0.5 m。

（5）采用“兩布一膜”作為加筋土擋墻柔性支護體各級平臺以及基礎底部的隔水、防水材料，同時墻面回填30 cm種植土進行種植綠化。

（6）加筋土擋墻回填壓實時，土工格柵的間距為50 cm（壓實后間距）;將格柵拉緊并錨固在填料的錨釘間距為1.2 m;本層U型釘對下層預留的1.5 m格柵進行反包，并與上層U型釘相連。

（7）加筋土擋墻柔性支護上部邊坡采用噴射混凝土封閉，裂縫位置兩側2 m范圍內鋪設“兩布一膜”后再封閉邊坡。

（8）加筋土柔性擋墻支護如下頁圖1所示。

3.2 加筋土擋墻原理

加筋土擋墻是每兩層填土后將土工格柵錨固在填料上，填筑超挖土方并壓實，從而形成柔性加筋體;同時設置地下、地上排水設施確保柔性加筋體整體運作良好。

（1）格柵與土體間相互作用，可以提升加筋土的整體抗剪切能力，使加筋土具有較好的整體性能。

（2）根據滑坡體位置不同而使用不同尺寸的柔性加筋體，其具有足夠的自重，可以抵抗滑坡體不同位置對支護結構的土體壓力，從而滿足邊坡穩(wěn)定要求。

（3）柔性支護體系具備完善的地表、地下排水設施，確保支護體系整體作用良好。

3.3 施工后坡體穩(wěn)定性分析

使用理正巖土計算系列軟件對該滑坡K58+500處典型橫斷面進行施工后邊坡穩(wěn)定性分析，計算簡圖如圖2所示。根據驗收結果，該邊坡設置柔性支護體系后，計算出最不利狀態(tài)下安全系數為1.321（≥1.2），計算結果如表2所示，滿足邊坡穩(wěn)定性要求。

4 防護效果

在滑坡處治方案施工后，邊坡穩(wěn)定，未出現開裂、滑坡等現象，起到了有效防護支擋的作用。在邊坡穩(wěn)定后對坡面進行了植物綠化施工，使滑坡范圍內基本恢復至原有環(huán)境?；绿幹瓮瓿珊?，邊坡造型美觀、與周邊環(huán)境協(xié)調、生態(tài)環(huán)保、綠化良好，體現了路與自然協(xié)調的精品、進步、和諧建設理念，因此可以認定滑坡處治效果比較理想。

5 結語

加筋土擋墻柔性支護抗震性能優(yōu)良，工程費用較低，不僅外形美觀、生態(tài)環(huán)保、與自然協(xié)調，而且施工安全、進度快，具有良好的社會效益，是對部分膨脹土邊坡滑坡的有效處治措施。根據本工程實施的防護效果，加筋土擋墻柔性支護完成后，邊坡處于穩(wěn)定、安全狀態(tài)，可為類似膨脹土滑坡處治工程提供參考。

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