填方边坡治理（共8篇）
填方边坡治理 篇1
1 工程概况
某氧化铝项目厂区边坡治理工程位于山西省保德县, 场地边坡填方整平标高为988 m ~ 999 m, 由于特殊的地理环境地貌, 本次治理区域为填方加筋边坡, 长约580 m, 其中钢塑带边坡长约382 m, 最大垂直高差约为41 m, 坡体为土质边坡, 安全等级属于一级边坡。边坡治理采用错台式加筋土, 放坡坡度1∶ 0. 5, 自坡顶整平面标高向下每10 m为一级边坡, 并设一道错台, 依次向下约二到四级坡。
边坡剖面图见图1。
2 工艺原理
护坡工程采用了水泥土垫层和加筋土铺设两种相结合的方式, 水泥土垫层提高地基承载力减小沉降变形; 边坡总体采用台阶加筋土分层施工, 既能排除坡体和道路中的水分, 增强护坡土体的整体性, 起到了很强的防护和稳定作用, 还能满足种植绿化的需要。
3 工艺流程
施工准备→施工放样→基槽开挖→基底处理→钢塑带铺设→填料摊铺→填料压实→缘部处理→排水沟、挡墙施工→边坡变形监控→坡面美化治理→检查验收。
4 施工工艺
4. 1 施工放样
对施工场地进行清理、整平压实, 安排布置各种材料堆放场地, 组织所需机械设备。施工前组织测量人员根据设计文件, 设置施工用固定桩, 对水平测量、基底标高、边坡断面及是否满足筋带铺设宽度要求等进行复核。
4. 2 基础开挖
开挖前应进行详细测量定位并用白灰标出开挖线, 基槽底应按设计文件开挖至设计标高; 当纵向高度变化小于1 m, 按坡底标高整平; 当纵坡高低变化大于1 m, 基槽底沿纵向可成阶梯状开挖, 每台阶长度一般不宜小于2 m ~ 3 m, 在横向的倒坡为3% ~5% 。
4. 3 基底处理
1) 基底承载力必须符合设计要求。对基槽进行整平夯实, 根据坡体垂直高度不同分别采用不同厚度的1. 5∶ 8. 5 ( 体积比) 水泥土垫层。
2) 水泥土施工。a. 水泥土配合比为体积比, 拌合时均匀一致, 施工时严格控制含水量, 现场以手握成团, 两指轻捏即散为宜。b. 分层摊铺: 每层虚铺厚度20 cm ~ 30 cm, 各层摊铺后应挂线找平, 并按对应标高控制桩进行厚度检查。c. 分层碾压: 摊铺好后, 即进行碾压, 碾压遍数应根据现场试验确定。d. 分层检测:每层碾压后应按规定进行环刀取样, 确定压实系数, 按规定每500 m2取1 组。e. 养护: 采用草袋覆盖养护。如若养护期内出现病害应及时挖补, 修整到规定要求, 挖补的厚度不小于8 cm, 杜绝薄层贴补。
4. 4 筋带铺设
1) 原材料。a. 加筋带规格为30 mm × 2. 5 mm, 应有出厂试验报告及合格证书, 进场外观检验应色泽均匀、无明显油污; 产品无破裂、损伤、穿孔, 无露筋等缺陷; 施工前由有资质的检测部门对土工合成材料的物理性能等进行检验。当不符合设计要求时, 不予验收。检验方法及检验批次, 按交通行业标准JT/T 517—2004公路工程土工合成材料土工加筋带规定执行。b. 填料为黄土, 应进行现场击实试验, 测定最佳含水量及压实度, 加筋区填料采用掺入量不大于15% 的鹅卵石, 粒径不得大于100 mm。
2) 铺设。a. 加筋带铺设前基底应平整, 不能含尖锐杂物, 水泥土垫层已经验收合格。b. 钢塑带下料应预留出砂石袋反包所需长度3 000 mm的富余长度。c. 垫层顶加筋带铺设, 纵横双向铺设, 间距150 mm, 铺设方法短轴向上, 顺长向首尾相接的方式铺设; 纵横钢塑带交接处采用钢钉固定。d. 每隔500 mm左右设置一层钢塑带, 钢塑带铺设时应有一定的松紧度, 钢塑带垂直于坡面, 呈扇形辐射状铺设在压实平整的填料上。最小搭接长度不小于1 500 mm。e. 钢塑带尾部固定: 为避免填料摊铺和碾压时对钢塑带的扰动, 可在钢塑带尾部采用小钉固定。
4. 5 填料摊铺压实
1) 砂砾土的拌合。填料采用2∶ 8 砂卵石和黄土拌合, 砂砾土含水量要达到最佳含水量的要求, 确保满足压实度要求。
2) 填料的摊铺。 采用水平分层的方法填筑, 每层虚铺300 mm厚, 填筑从中心向外侧对称进行; 摊铺厚度均匀一致, 表面平整, 并设不小于3% 的横坡, 其余部位推土机把土摊开, 平地机整平, 压路机碾压。
3) 填料的压实。根据压实设备和技术规范确定压实厚度, 每层填料摊铺平整后当宽度、厚度和填土含水量等符合要求后进行碾压, 用振动压路机先轻后重碾压, 运行方向与筋带垂直, 从筋带中部开始碾压, 逐步碾压至筋带尾部, 再碾压靠近坡面部位, 碾压三遍, 第一遍碾压为满压, 第二遍碾压轮迹重叠1 /3, 第三遍碾压轮迹重叠2 /3。
4. 6 缘部处理
1) 缘部处理应严格按设计图纸要求执行, 采用胞腔式砂石袋内填砂卵石, 装入填料并封口, 胞腔袋铺设垂直边坡2 m, 铺设时丁顺向交错铺拼, 袋与袋之间相互咬合在一起, 沿线性水平码放于加筋带上并作整平处理; 加筋带下料时, 预留出砂石袋反包所需3 000 mm的富余, 端头朝下折回形成一体, 回折后在筋带上铺放胞腔袋。端部回折不小于3 000 mm, 并应用碎石压牢。
2) 胞腔编织袋: 土工布编织袋内装砂石, 每袋容量为袋容积的2 /3, 蹾实至干密度pd2. 03 g/cm3, 然后用锁边机封口锁紧, 胞腔袋截面呈椭圆形, 平铺厚度约28 cm ± 2 cm。
缘部处理示意图见图2。
4. 7 挡墙、排水沟施工
1) 开挖挡墙基础后, 进行基底地基承载力测试, 挡墙基础地基承载力不得小于150 MPa, 若达不到要求承载力, 需对地基进行换填砂砾或夯实处理, 使之达到设计承载力值要求。
2) 石墙每砌一步架要找平一次, 将要平口时, 根据剩余高度, 选用适当的石块封顶, 做到墙顶平齐, 墙角方整。
3) 随着墙身砌筑, 待砂浆强度达到要求后即可进行墙背回填。
4) 排水沟沟底、沟顶、沟内侧壁用M10 水泥砂浆抹面。砌体灰缝均匀设凸缝, 每隔20 m应设伸缩缝一道, 缝内填塞沥青木板, 排水沟依地形设置, 积水汇聚到坡底排水沟后进行排放, 排放点要远离边坡坡角。
4. 8 边坡变形监控
1) 边坡工程施工后应及时实施防护结构或采取封闭措施, 避免长期裸露, 降低边坡稳定性。监测点设置在护角墙顶级排水沟砌体上, 选择通视条件的视点安防。
2) 坡顶坡脚严禁积水, 对排水沟定期巡检养护, 有破损的构件进行修补或更换, 防止杂物淤积, 边坡监测网在边坡堆填过程中制作并进入使用状态, 施工全过程定期监控, 突发暴雨应加密监测周期。
3) 当堆填坡面变形过大, 变形速率过快, 周边环境出现沉降开裂等险情时, 应暂停施工, 做好坡面临时排水、封面处理, 严格控制施工进度, 严禁超速覆盖不经碾压堆填。
4. 9 坡面美化治理
坡度为1∶ 0. 5 的坡面是有绿化要求的, 建议覆盖黄麻网依季节播撒草籽养护, 黄麻网依坡面铺设, 使用U形钢筋卡进行坡面固定, 对于无加筋带坡率1∶ 1 以下的坡面建议进行防雨水冲刷的浆砌片石格构防护依季节可进行人工播撒草籽养护, 或移栽树木美化环境。
5 检查验收
边坡施工完成后, 应及时向监理工程师报验, 对不符合设计、施工规范标准要求的, 坚决予以返工。
6 质量控制
1) 严格执行相关规范和工艺标准要求, 做好工种自检、工序交接检。边坡治理前应编制专项方案, 并向操作人员进行技术交底。
2) 填料严禁采用淤泥、腐殖土, 不得含有冻块、有机料及生活垃圾; 填料粒径不宜大于填料压实厚度的2 /3, 加筋土填料中有尖锐棱角等有损加筋带的部分不得大于总量的15% , 含有尖锐棱角的粗粒料应避免摊铺在铺设筋带的表层。
3) 加筋带不得重叠, 不得卷曲或折曲, 不得与硬质棱角填料直接接触。钢塑带无需张拉, 在填料表面顺直即可。
4) 回填虚铺过程中, 用由近及远, 逐步推进的方式进行, 避免回填过程中破坏已铺设完成的加筋带, 同时配合以人工维护、修正加筋带, 确保加筋带顺直不打折打卷起鼓等。
5) 压实度的标准依据JTG D30—2004 公路路基设计规范, 距离坡边缘1. 0 m范围内的压实度一般不小于90% 。监测频度为:每层50 延米不少于3 个测点。试验方法按JTJ 051 公路土工试验规程有关规定。
6) 加筋坡边缘处的土工胞腔编织袋垫层铺设时, 短轴向上, 顺长向首位相接, 使筋带在边缘呈封闭状, 能协调受力, 铺设前基底应平整, 不能含尖锐杂物, 避免损坏土工袋。胞腔袋铺设时, 应丁顺向交错铺拼, 袋与袋之间相互咬合在一起, 端头均朝下折回形成一体, 以抵抗地基不均匀沉降, 提高地基稳定性。
7 效益分析
采用了水泥土垫层和钢塑带铺设两种相结合方式以及多种配合比材料分层施工增强土体的整体性, 起到提高护坡的防护能力, 施工方便, 无噪声, 无污染, 具有很好的环保性能。该施工技术先进合理, 填补了我省错台式高填方加筋土边坡治理工程施工方法的空白, 为今后此类型的施工, 积累了宝贵的施工经验。
摘要：结合工程实例, 介绍了高填方错台式加筋土边坡治理施工原理, 从施工放样、基础开挖、基底处理、筋带铺设等方面, 阐述了该边坡治理方法的施工工艺流程, 并提出了质量检查验收措施, 指出该方法施工方便、无污染、无噪声, 具有良好的环境效益。
关键词：边坡,加筋土,水泥,填料
参考文献
[1]张慧, 陈曦.黄土沟壑区的高填方加筋陡坡设计与施工[J].山西建筑, 2014, 40 (7) :87-88.
[2]梁伟.某综合管沟治理施工技术[J].2009, 35 (26) :110-111.
填方边坡治理 篇2
平原区高速公路填方路基边坡防护设计应采用“植物防护优先”的新理念,加大植物防护力度.同时应对骨架植物防护进行优化,尽可能加大骨架间距,弱化骨架的影响,并应注意骨架形式的优美与周围环境相协调.
作 者：王吉双 作者单位：安徽省交通规划设计研究院,安徽,合肥,230041 刊 名：淮北职业技术学院学报 英文刊名：JOURNAL OF HUAIBEI PROFESSIONAL AND TECHNICAL COLLEGE 年，卷(期)： 8(3) 分类号：U416.02 关键词：平原区 高速公路路基 边坡防护设计
高填方边坡变形及破坏机理研究 篇3
高填方边坡在大规模工程建设中, 一方面作为工程建 (构) 筑物的基本环境, 工程建设会在很大程度上打破原有自然边坡的平衡状态, 使边坡偏离甚至远离平衡状态, 控制与管理不当会带来边坡变形与失稳, 形成边坡地质灾害;另一方面, 它又构成工程设施的承载体, 工程的荷载效应可能会影响和改变它的承载条件和承载环境, 从而反过来影响岩土边坡的稳定性。
2 研究模型的建立
实际工程中, 每个高填方边坡都具有各自不同的特点, 要研究高填方边坡的一般的规律性的东西, 必须先进行模型的概化和边界条件的简化, 文中仅研究单一平缓地基上填筑的高填方边坡, 在本研究中假定填土的参数不变化, 研究填筑坡率和地基参数发生变化时, 填方边坡的变形趋势, 填方边坡的变形采用二维有限元计算, 计算单元采用四边形单元, 对于边坡的变形本文仅从小变形的角度来考虑即分析边坡破坏前的应变情况和分布规律, 因此在土的本构模型上选择线弹性模型, 边坡坡高15m, 边坡填筑的坡率为1:1, 1:1.5, 1:2三种。
计算参数见表1 :
3 计算分析
3.1 计算结果
安全系数计算结果见表2:
3.2 计算结果分析
由以上的计算分析可知当地基较硬时, 边坡最大的竖向和水平位移都出现在填土区域, 边坡最大水平位移出现在1/3～1/2H边坡高度, 且靠近坡面, 边坡最危险的滑面也出现在填土内部, 而此时随着边坡填筑坡率的减缓, 边坡的最大竖向位移基本不变, 边坡最大水平位移逐渐减少, 最大水平位移的位置在高度方向上基本不变, 在水平方向上有远离坡面的趋势, 边坡安全系数明显提高。 当地基较软时, 边坡最大竖向位移仍出现在填土顶面, 但随着地基土变形模量的减少, 最大竖向位移显著增大, 地基土本身的竖向位移也随之增大, 且坡脚前缘附近有正位移出现, 即坡体前缘将出现隆起, 边坡最大的水平位移出现在地基土区域, 高度方向为原地面以下一倍坡高处, 水平方向接近于坡体中部。此时随着填筑坡率的减缓, 边坡的最大竖向位移基本不变, 最大水平位移虽然随之减少但趋势不明显。边坡滑面最深处出现在地基土区域, 滑面最大深度约为原地面以下1倍坡高处, 此时坡率的改变对边坡安全系数的提升几乎可以忽略不计。
4 结束语
填筑边坡的坡率和下伏地基土的土质对填筑边坡的稳定性均有影响。高填方边坡的竖向最大位移都出现在坡顶, 水平位移出现在距离原始地面-H～+1/2H的区域, 地基土越软, 水平位移出现的位置越靠下。
当地基土较硬时, 高填方边坡的最危险滑动面仅出现在填土区域, 此时可以通过改善填土 (如加大压实度, 加筋) 或放缓坡率来促使填土边坡达到稳定。当地基土较软时, 最危险的滑面将穿越地基, 此时仅放缓坡率或改善填土对边坡的稳定性提高作用非常有限。
参考文献
[1]钱家欢, 殷宗泽.土工原理与计算[M].中国水利水电出版社, 1995年版。
[2]胡中雄.土力学与环境土工学[M].同济大学出版社, 1997年版。
填方边坡治理 篇4
十天高速汉中西段沿线路堤高边坡为数较多, 主要分布于膨胀土路段( 路线里程K385以前) , 但是由于填料均进行了改良,故发生破坏变形的较少［1］。变形较明显、性质复杂、多次设计变更后治理的工点主要有勉县互通立交检测站滑坡和武侯服务区外侧填土段滑坡两处,其中勉县互通立交检测站滑坡是在老滑坡上加载而诱发了前级滑坡的复活,武侯服务区外侧填土段滑坡是在沟槽型膨胀土地区进行填方而产生的沟槽型路堤滑坡。
1地质环境及分布
1. 1地形地貌
沿线高填方路堤一般位于丘陵—垄岗地区的山前缓坡地段或沟槽地形处,为汉江流域的二—三级冲积阶地,山势相对低缓,局部地段卵砾石含量较高。微地貌主要为 “U”形股沟。山体天然坡度多为5 ~20°,相对较平缓,局部达30°。区内地形高差最大约30m。
1. 2地层结构
高填方路堤边坡的地层结构比较单一,坡体上部为人工填土,中下部由更新统冲洪积粉质粘土夹粉土、卵( 砾) 石土组成,其中粉质粘土多具有膨胀性,局部夹薄层粗砂,在平面上和垂向上都无明显的规律可循,基岩埋藏较深,勘察资料中未见出露。坡体内含水量较高的粉质粘土或老地面多易形成软弱夹层,沿该层滑动的可能性较大。
1. 3水文地质条件
研究区内地表水以坡面径流为主,高路堤一般位于缓坡地段或沟槽地形处,汇水条件较好,如路基山侧截、排水工程不当,地表水会沿着老地面渗入,导致填方路基与老地面接触处含水量增大,形成软塑带,促使路堤产生变形。
2破坏模式及类型
该段高速公路中高填方路堤产生的边坡破坏模式主要有两种,见图1,其中: ( a) 为路堤填土沿老地面产生滑动; ( b) 为路堤填土及第四系堆积层沿老滑动面产生滑动［2，3］。
2. 1路堤填土沿老地面产生滑动
老地面主要由冲洪积粉质粘土夹粉土组成,含水量高,强度低,具有膨胀性,不足以抵抗高填方路堤所产生的下滑力,使路堤填土沿老地面产生滑动。同时,由于高路堤填土覆盖于老地面之上,当排水不畅时,粉质粘土的孔隙水压力升高,有效应力降低,使粉质粘土强度进一步降低,这也是沿老地面产生滑动的另一个主要原因。武侯服务区外侧填土段滑坡的滑动变形主要就是路堤填土沿老地面产生的滑动,由于该段老地形主要为沟槽型,且汇水面积较大,填方后具有膨胀性的粉质粘土极易沿老地面产生滑动变形。
2. 2路堤填土及第四系堆积层沿老滑动面产生滑动
路基以填方的形式在老滑坡中后部通过时,由于填土加载诱发了老滑坡的局部复活,加之地表水的下渗,路基附近开裂变形较为严重［4］。勉县互通立交检测站滑坡共有两级( 见图2) ,路基填方段位于前级滑坡的后部,前级滑坡前缘位于水库边, 由于水库蓄水的影响及加载而导致了前级滑坡的复活,且复活面积较大,经过两排抗滑桩治理后才趋于稳定。
3典型案例
3. 1前级滑坡后缘填方加载诱发的勉县互通立交检测站滑坡
3. 1. 1工点概况及变形特征
滑坡工点位于勉县互通超限检测站东侧,欧家沟水库以西,施工填土后( 现有填土高度最大约5 ~ 12m) ,2010年3月上旬发现超限检测站MK3 + 640 ~ MK3 + 690右侧地基向水库方向产生滑移,后缘形成错台,高差1 ~3m,坡体出现多组裂缝,缝宽1 ~ 2cm。因多期降雨,2010年6月底观测到MK3 + 690 ~ MK3 + 750右侧产生再生滑移,主滑方向与原滑坡同向,填土顶面形成约1m的扇形错落, 坡体拉裂周界及前缘剪出口清晰,坡体裂缝最大缝宽约5cm。
后来于MK3 + 630右75m ~ MK3 + 760右80m段施工了25根抗滑桩,抗滑桩上部路基填方区总体坡体稳定。据2011年6月1日~ 7月13日的位移监测数据显示,17#抗滑桩位移约2. 4cm,20#抗滑桩位移约4. 4cm,24#抗滑桩位移约3. 9cm,其余抗滑桩基本未变形。说明该观察期内抗滑桩附近仅局部发生了位移,总体还算稳定。
至2011年7月13日,超限检测站的东北角、 即抗滑桩的北侧,坡体跨塌变形较为严重。于25#抗滑桩东侧的填方角落边缘,滑坡后缘错高约2m, 24#、25#抗滑桩上部的窗格护坡也有跨塌,错高约30cm。另外,于ZK9东侧约25m处,见一条带状地表鼓起,推测为剪出口,该条带长约30m,宽约15m,土体隆起高度约20cm。由地质调绘、钻孔资料绘制的滑坡边界详见平面图( 图2) : 滑塌主要位于抗滑桩的东侧及东北侧; 路线左侧的挖方路基段,现在基本无较明显的滑塌现象,仅局部施工后出现浅层跨塌现象,影响范围较小。滑坡范围内、 滑坡边界处可见多条裂缝,且延伸长、贯通性好。
3.1.2工程地质条件
(1)地形地貌
勉县互通超限站滑坡位于勉县勉阳镇贾旗村附近,主要为互通填方路堤区工程。本区属构造侵蚀微丘—垄岗地貌,沿中心线高程一般为585 ~ 630m,高差相对较小,现呈阶地状。总体地势相对较缓,以垄岗丘陵地貌为主。地面坡度约8 ~ 15°, 现多为旱田及公路填土。
( 2) 地层岩性
出露地层主要由第四系全新统人工填土、更新统冲洪积粉质粘土及中粗砂组成,钻孔约50m内未揭露到基岩。本区地表水发育,于滑坡下方约10 ~ 20m处建有欧家沟水库,水库宽约100 ~ 150m,水量丰富。
( 3) 地下水
区内地下水也较发育,水位埋深约0. 8 ~14. 0m, 含水层为粉质粘土夹中粗砂、中粗砂夹粉质粘土, 富水性相对较差,但由于地形条件平缓及粘性土起了隔水作用,地下水不容易排出,易长期浸泡软弱土层,对坡体稳定性影响较大。
3.1.3滑坡性质及变形原因分析
(1)滑坡性质
该滑坡为一堆积层老滑坡,圈椅状地貌明显, 前部突出于水库边,滑坡体上地下水特别发育,局部可见卵石层,且卵石层向山侧反倾,此亦表明该滑坡为一老滑坡,滑坡体主滑方向为EN30°-ES30°, 具有多条、多块、多级的滑动特征［4］,可分为前后两级( 见图3) 。前缘位于欧家沟水库边岸,滑体物质主要为粉质粘土夹中粗砂层,滑体最厚处达15. 0m。滑坡段天然边坡坡度约12°,后缘标高约610m,前缘标高约585m,高差25m,滑体沿滑动方向长约105m,前缘最大横宽约50m。
( 2) 变形原因分析
①该地段为一老滑坡,在老滑坡前级后缘加载后诱发了前级滑坡的滑动变形;
②地下水埋藏浅,水量丰富,弱膨胀粘性土层及地基土在地下水作用下强度降低,特别是在砂土结合面易形成软塑—可塑状软弱土层,土体沿软弱层产生蠕变并逐步发展形成贯通的滑动面,在附加荷载作用下产生了滑动变形;
③滑坡前缘为水库,前缘临空面已出现,局部已形成剪出口,在水库蓄水和泄水过程中,地下水位随之发生变化,而地下水的变化亦为该滑坡滑动变形的主要因素之一。
该滑坡多次滑动变形后,采用两排抗滑桩进行支挡处理,目前较为稳定。
3. 1. 4治理措施
高速公路施工以来,设计单位对该滑坡进行了两次变更设计与治理。
( 1) 第一次变更设计,前期变更设计调整了填方广场平面,并于MK3 +630 ~ MK3 +755填方坡脚共设置25根抗滑桩加固,桩号为Z1 ~ Z25,截面1. 5m × 2. 0m,桩长18m,桩间设挡土板。
( 2) 第二次变更设计,对勉县互通超限站填方广场东北角进行调整,适当缩减广场面积,见图2。 具体措施如下:
①MK3 +660 ~ MK3 +760段填方坡脚在既有抗滑桩( 对应Z5 ~ Z25抗滑桩) 外侧增设一排抗滑桩,桩径1. 8m × 2. 6m,桩长20m,中心间距5m, 布置21根,桩号依次为Z26 ~ Z46。两排桩紧贴呈品字形布置,桩顶设置1. 1m × 1. 4m系梁,系梁与既有桩体紧贴,使新老桩体形成共同受力;
②勉县收费站管理所东北角设置10根抗滑桩加固坡脚,其中Z47 ~ Z52桩径1. 8m ×2. 6m,桩长18 ~ 22m; Z53 ~ Z56桩径1. 5m × 2. 0m,桩长16m, 桩间距均为5m;
③转角处Z47 ~ Z50抗滑桩高出原地面,与既有抗滑桩顶平齐,桩间现浇挡土板墙以利于锥坡填筑;
④左侧挖方采用膨胀土边坡防护形式,即坡脚设置矮墙,坡面窗式护面墙及支撑渗沟防护,坡顶设截水沟;
⑤左侧路堑边坡坡顶设置排水盲沟,根据地形分别于MK3 + 620、MK3 + 660、MK3 + 720、MK3 + 740及MK3 + 760共设置5道横向排水盲沟,长度延伸至外围塌方坡脚,施作应根据实际地形布置于冲沟地段。盲沟截面尺寸1. 5m × 3. 0m,四面采用渗水土工布包裹,底部设置 200双壁波纹塑料排水管;
⑥左侧路堑边坡顶部应进行适当土方清理,形成不小于5%的顺向缓坡以利于地表水排泄,另外对表层饱水的流质土体应予以清除。
3. 2采用抗滑桩和截排水工程多次治理的武侯服务区外侧填土段滑坡
3. 2. 1工点概况
武候服务区位于十天高速线陕西境汉中至略阳高速公路第H-C24标段内,里程约K386 + 747 ~ K387 + 670,线位左、右各宽约180m。路线左侧主要为填方路堤,现最大填方高度约14m,拟设计最高填方约25. 7m ( 见图4) 。武侯服务区贯通车道( T改路) 连接左右广场,主线交叉桩号为K387 + 000,改路终点段为填方路堤,与南广场衔接,最大边坡高度约18m,该段改路位于地形陡坡段,自然坡度为20 ~30°。微地貌为旱地。
3. 2. 2变形情况
2010年1月11日在填筑至边坡高度11m时, 发现填方顶面出现串通裂缝、坡脚出现多组裂缝, 前缘推移隆起,裂缝范围延伸至路基边坡外70m左右。病害发生后,对填方滑移路段卸载2m填土, 其后基本处于稳定状态,后因多期降雨,特别是7月份连续强降雨,裂缝有向主线靠拢的趋势,于8月3日在靠近主线附近出现长约60m的裂缝,最大缝宽30cm,错台高50cm。
T改路路基现已基本成型,2011年2月观测到在改路终点附近路堤堤身出现裂缝,后缘裂缝距路基边界约10m,裂缝沿下边坡坡面发展贯通至护脚,护脚沿沉降缝部位产生不同程度推移,变形错动距离2 ~3cm,护脚变形长度约70m。护脚外侧可见土体隆起及裂缝,前缘距护脚距离约15m。同时根据布置的观测点进行连续观测可知,护脚累计月位移量2 ~5cm,沉降量5 ~13cm,病害发展给该段路基安全造成了严重威胁。
武侯服务区高填方段经过2012年雨季,于8月初在南侧高约15m的边坡发生了膨胀土滑坡,导致西南角新建的矮墙和混凝土拱形骨架护坡出现变形,在坡顶距围墙内侧2 ~3m处出现了沿着围墙走向长约20m的拉张裂缝,裂缝张开宽度5 ~ 20cm, 深20 ~50cm。矮墙出现了5cm推移,骨架护坡出现了开裂变形,在坡脚出露地下水泉眼。更严重的是在污水处理房和加油站棚一线,距离坡顶15m处新出现了近乎平行坡顶线的裂缝,裂缝张开宽度1 ~ 2cm,长约100m左右。新建的油库地坪开裂,裂缝张开1 ~ 2mm。以上种种迹象表明,该段填方出现的变形不是简单的下沉,而是高填方路堤出现了滑移变形。另外,在变形段的监测孔也有明显位移,在17m深处自2012年以来一直有轻微变形, 在2012年8月20日~ 9月5日半个月内位移了1cm,说明滑坡出现了加速变形。
3.2.3工程地质条件
(1)地形地貌
工区属构造侵蚀剥蚀微丘—垄岗地貌区,为汉江流域的三级冲积阶地,山势相对低缓,卵砾石含量较高。微地貌主要为 “U”形股沟。山体天然坡度多为5 ~20°,地形相对较平缓,局部坡度达30°。 地形高差最大约30m。
( 2) 地层岩性
人工填土: 黄褐色,由粘性土夹卵砾石组成, 多为硬塑或中密状,含少量卵石及砾石,含量5% ~ 15% ;
粉质粘土夹粉土: 褐黄、黄褐色,硬塑—坚硬状,粘粒为主,土质不均匀,含少量铁锰质结核及15% 砾石,粒径1. 5 ~ 2cm,具有水平层理,含少量钙质胶结;
粉质粘土夹粉土、人工填土: 灰褐、青灰、黄褐色,为软塑—可塑状,厚度不均,系场地内的主要软弱层。粘粒为主,土质不均匀,含砂、砾及较多粉粒;
卵( 砾) 石土: 灰色,卵、砾石含量50% ~ 80% ,粒径10 ~ 70mm,最大120mm,卵、砾石含量相当或卵石较多,级配较好,充填中粗砂及粘性土。
滑坡区地层剖面参见图5。
( 3) 水文地质条件
根据水文地质观测孔和地表水文点观察,结合地形地貌、地层岩性和构造判断,区内地表水稍发育,区附近见有泉眼出露,发育有小溪水体,水量较小; 地下水较发育,主要为第四系松散沉积物孔隙水,水位埋深浅,据钻探揭露距原始地面约1. 3 ~ 16. 5m,其中东部水位较浅,西部水位埋深较大。卵砾石层为松散沉积物孔隙水的主要含水层, 厚度一般,埋深不大,富水性较好。
3.2.4滑坡性质与变形原因分析
(1)滑坡性质
该滑坡为一填方加载诱发的膨胀土滑坡,该段路基主要为高填方路基( 图5) ,填方高度高,地形较为低凹,岩土属性不良,地表水地下水发育, 最后诱发了人工填土带动下部膨胀土滑动变形。由于服务区局部地层有可塑、软塑的软弱夹层,在路堤填筑过程中出现地表裂隙、蠕滑等变形特征,经补充地质调绘勘察判定为浅层蠕变滑坡。
( 2) 变形原因分析
①滑坡区下伏地基土属性不良,存在可塑、软塑的膨胀性软弱土层,此为滑坡滑动变形的主要因素之一;
②填筑高度过高为该滑坡滑动变形的另一影响因素。变形段填方高度约15m,而且为一坡到顶, 坡率为1∶ 1. 5,对于膨胀土来说填筑高度过高,填方体易发生滑动变形;
③服务区场坪自填筑到位后未能形成有效的排水系统,填方后山侧地下水的原有排泄通道被破坏,在场坪下部积聚了地下水。而且滑坡附近老地形较为低凹( 沟槽型) ,易汇水,因此大量地表水下渗使坡体内地下水位提高,软弱土层被浸泡,强度降低,从而引起了填方边坡变形。
3. 2. 5治理措施
在施工过程中,该滑坡多次发生了滑动变形, 每次变形后,设计单位仅对变形段进行加固。规模较大的变形有3次,大的变更设计与治理也为3次:
( 1) 第一次变形变更设计: 2010年1月11日, 在填筑至边坡高度11m时,发现填方顶面出现贯通裂缝。然后对填方滑移路段卸载了2m填土,其后边坡基本处于稳定状态,但是雨季期间又发生了较大面积的开裂变形,对此设计单位进行了如下变更设计与治理:
①按布局调整后的广场边界对现有服务区南侧填方进行治理;
②基底滑移段填方坡脚外侧设置抗滑桩,桩径2. 0m × 3. 0m,桩长18 ~ 24m,中心间距5m,共布置抗滑桩23根,桩号依次为Z1 ~ Z23;
③为确保边坡下居民安全,在服务区广场东南角现有分级平台处设置抗滑桩,桩径1. 5m ×2. 0m, 桩长18 ~20m,中心间距5m,共布置抗滑桩8根, 桩号依次为Z24 ~ Z31;
④服务区广场东南角及东侧陡坡路段填方坡脚处设置浆砌片石护脚;
⑤为防止地表水渗入,服务区广场后续填土均采用5%灰土填筑,同时广场南侧卸载后的平台顶部设40cm厚5%灰土封层。
( 2) 第二次变形变更设计: T改路路基已基本成型,2011年2月开始出现裂缝,局部路段下沉较为严重,病害发展给该段路基安全造成严重威胁, 设计单位又进行了如下的变更设计与治理:
①基底滑移段护脚外侧设置抗滑桩,桩径1. 5m × 2. 0m,桩长15 ~ 17m,中心间距6m,共布置抗滑桩20根,桩号依次为BZ1 ~ BZ20;
②抗滑桩桩背与护脚间空隙采用C25混凝土现浇以使抗滑桩与护脚形成共同受力;
③路堤及护脚产生的裂隙采用灌注水泥浆封闭;
④在护脚下部填方坡脚外侧设置排水沟。
( 3) 第三次变形变更设计: 2012年8月初, 南侧高约15m的边坡坡面开裂,现有建筑物和地面开裂严重。监测孔也有明显位移,在17m深处自2012年以来一直有轻微变形,在10月份已经完全剪断。设计单位又在围墙外边坡上设置了抗滑桩进行支挡,并做好截排水工作。
4稳定性评价
十天高速汉中西段沿线路堤高边坡除上述2处填方高边坡产生变形外,其余各处未见变形迹象,就总体而言,高边坡路堤稳定性较好。
高填方路堤边坡的稳定性主要取决于两方面的因素: ( 1) 填方地段的地质条件,如填方地段的横向坡度［5］,地面以下地层的岩土特性、含水情况, 是否在老病害体上等; ( 2) 路堤填土的材料和填筑质量等。
5结语
勉县互通检测站滑坡为老滑坡,前缘为一较大的水库,而且在滑坡体上填方加载,加之当地降雨量较大,最后诱发了滑坡的多次复活,滑动变形严重,影响了勉县互通检测站的安全; 武侯服务区外侧填土段滑坡为一填方引起的膨胀土滑坡,填方段地形低凹,汇水面积较大,加之当地降雨量较大, 诱发了滑坡的多次变形,严重影响了服务区的安全。通过对高填方边坡变形原因及治理措施的分析,笔者认为有如下经验教训值得借鉴。
( 1) 对于严重影响路线及其它构筑物的滑坡等病害体,在方案设计之前,必须通过详细的工程地质勘察工作,查明老滑坡的范围、滑面深度、滑面层数及地下水的分布等,评价该滑坡的稳定性,为设计提供可靠依据。
( 2) 在高填方路段,前期应查明场地的工程地质特征及岩土属性,在设计时应对填方后的边坡进行稳定性检算,设计必要的防治工程措施,特别是在填方体下做盲沟排水。
( 3) 在老病害体上进行加载时,应先预加固老滑坡体,再进行加载,防止加载后引起更大范围的变形,变形发生后不能仅对变形部分进行治理,应对整体进行评价预测,有些地段虽然目前没有变形,但是也应该进行预加固,防止其以后变形而影响运营后的安全。
( 4) 如滑坡前缘有水库、河流等的影响,应查明滑坡出口的位置及其高度,考虑滑坡前缘水库蓄水或河流对滑坡稳定性的影响。此外,高填方路段,应充分考虑地下水对坡体的影响,必须完善地表、地下排水系统,以防填方后地下水难以排出而汇集形成软弱夹层造成滑动,影响坡体的稳定。
填方边坡治理 篇5
1 填方路基施工现状分析
填方路基是当今道路基础工程施工的主要形式, 但是这种道路基础结构在公路长期运行中必然会受到风吹日晒、雨水冲刷的侵蚀, 最终导致路基边坡出现变形、损坏等现象, 严重的话还会给路面整体性、稳定性构成不良影响, 最终影响过往车辆的行驶安全。基于这种情况, 下面我们首先就填方路基的施工技术现状进行分析。
首先, 在当今道路工程路基填筑施工中为了保证填筑面层不会因为雨水侵蚀、风吹日晒等外界因素的影响, 必须要将边坡角度调整在工程设计标准之类, 且按照设计要求设置纵向边坡, 让雨水能够经过边坡两边自行流走, 避免直接冲刷到边坡。
其次, 通常情况下, 土方填筑施工阶段的排水管道施工都包含三个阶段, 也就是尚未施工、正在施工和未曾验收施工三方面。但是不管是哪一个方面, 在施工中都需要对边坡临时排水设施进行研究, 确保整个边坡施工的正常开展。
最后, 由于填方路基施工本身是一个连续、综合和多元化施工过程, 它也存在分层施工的需求, 因此在施工中为了确保工程施工质量往往都是采用一边填筑、一边碾压的施工方式。在碾压工作中所选择的设备通常都是以压路机等基础设备沿着路基边沿开展压实, 这也给路基边坡的压实构成死角, 给质量问题的产生提供了方便。在碾压中必须要层层碾压且层层到边, 不放过任何一个碾压死角, 且在碾压中还要采取一定的临时防护技术。
2 填方路基防冲刷施工技术要点
某道路工程是一个市政工程, 工程总体长度为4300米, 土质填充路基施工长达3000米以上, 边坡最高的部位甚至超过8米, 由于道路两边农田多且该区域又是我国雨水丰富地区, 雨季施工是很难避免。但是在这个时候如果进行施工, 那么必然会导致大量泥沙沉积到两侧的排水沟, 最终让水流进入到农田给农作物造成损害。面对这种情况, 施工单位与当地居民进行商讨, 从工程施工实际出发, 采用了一宗新的施工技术手段, 在经过近一年实践的研究发现这种施工方法很适合工程施工实际, 且取得了良好的社会经济效益。
2.1 施工原则
在本工程的施工中, 为了确保工程施工进度和边坡施工质量, 在施工的时候从安全角度入手, 将各种有可能发生的潜在威胁从根本行入手加以解决, 提前制定出了一套系统、科学的施工计划。同时, 因为工程施工环境处于多雨地带, 因此在具体施工中根据当地实际情况选择了综合、科学的施工策略。
2.2 施工技术要点
经过工程施工实践我们得出, 对传统填方路基施工方法进行改进效果非常明显, 它不仅满足了边坡防冲刷施工目标的要求, 而且是一种成本低廉、操作简单、美观大方且质量可靠的施工方法。在具体的工程施工中, 施工方法如下。
2.2.1 施工准备
在该工程施工准备阶段包含了水文勘查、地质勘查、设计图纸审核、施工现场情况总结、施工技术选择等多个工作内容。
2.2.2 施工工艺流程
具体的工程施工工艺流程如下图所示。
2.3 施工技术要点
首先, 在工程施工中, 为了保证路基填筑质量, 在填筑范围内向两侧各延伸了50厘米, 而保证了填筑碾压宽度和碾压质量, 且每层的填筑厚度不得超过30厘米。其次, 填筑过程中按照设计要求设置纵坡, 泄水槽的位置的选择根据道路纵坡设置:设置原则:平均每30米设一道;沿纵坡由最高点向最低点设置间距逐渐减小, 数量增加;纵坡最低点处 (或填挖交界处) 必须设置, 且槽体宽度不小于普通槽体的2倍。再次, 泄水槽的开挖:人工利用锄头沿边坡均匀向槽轴线两侧刨土, 刨土深度约25cm两侧利用刨土堆积边砍, 高度约20cm, 人工拍实。挖槽过程中, 沿槽横向一深一浅刨土, 深处25cm, 浅处15cm, 目的是在槽内形成横向土坎, 流水时形成泄力坎, 避免水流过急对边沟造成冲蚀。第四, 彩条布或土工膜的铺设:待泄水槽开挖完成后人工略做平整后, 用软尺贴槽量取覆盖宽度和长度, 宽度一般超出两侧边砍30cm, 长度一般超出泄水槽实际长度1米, 根据量得尺寸裁取彩条布或土工膜, 将裁好的彩条布或土工膜覆盖于已修整好的泄水槽内, 使其与槽体紧贴。
3 施工效果
该工艺的使用期间, 边坡防冲刷有效率达到了95%以上, 很大程度上解决了因雨季边坡冲刷导致的一系列问题, 避免了因边坡严重冲蚀而导致的返工修复工作, 也避免了因泥土冲至农田毁坏农作物而导致的纠纷及赔偿, 累积节约成本达20多万元。该工艺以其简单快捷, 外观形象好, 实用效果佳等几大特点, 先后得到了中建五局总公司领导和当地政府主管部门的肯定, 并作为安全文明施工形象和环境保护工作的新亮点进行推广。这一工艺的实施, 很大程度上减少了施工方与当地村民的纠纷, 对于促进与当地村民的和谐共处, 和加快当地基础设施建设有着很大的意义。
结束语
本文介绍的是一种土质路基填筑过程中边坡临时排水防冲刷工艺及其在施工中的应用。其主要特点是操作简单快捷、效率高、效果好、成本低廉。由于上述特点, 该工艺在很大程度上解决了土方施工在雨季施工边坡冲刷严重的问题, 工程实践应用非常成功, 在在全国大多地区尤其是南方多雨地区具有很强的推广意义。
参考文献
[1]李汝成, 王复明.降雨入渗对泥岩-土混填路堤稳定性的影响[J].岩石力学与工程学报, 2008 (11) .
[2]马崇武, 刘忠玉.降雨入渗时无限边坡的水平位移与稳定性分析[J].岩土力学, 2007 (S1) .
填方边坡治理 篇6
关键词：土工格栅,作用,施工方法,质量要求
0 引言
电厂场平土石方工程、公路高填方路堤及机场场道大型土石方工程的主要特点是挖山填谷,具有超高超厚、工程量大、施工期较短的特点。为保证工程整体质量、减少边坡不均匀沉降,运用土工格栅加筋高填方边坡,是值得应用和推广的一种新技术。
1 概述
某电厂位于云贵高原中段,乌蒙山系东面,受构造、溶蚀、侵蚀等外力地质作用形成了复杂的高中山构造侵蚀、溶蚀地形。工程地质问题主要是高填方及地基稳定性问题、高填方及地基沉降变形问题。特别是高填方边坡高度达36 m,若边坡填料物理力学特性差、密实程度不够,则可能在高填方体内发生剪切破坏,在临空面上形成剪出口,导致填方体失稳。为了有效地控制边坡的失稳以及不均匀沉降,采用了分级施工、分层铺设土工格栅、分层回填压实,从而增强了土体的整体性及连续性,保证了边坡的整体稳定性。
2 土工格栅的定义
土工格栅是由有规则的网状抗拉条带形成的用于加筋的土工合成材料,分双向拉伸和单向拉伸两种,双向拉伸一般网孔较小,单向拉伸一般某一方向网孔较大,其开孔可容周围土、石或其他土工材料穿入。
3 土工格栅的分类
土工格栅属土工特种材料,常用的有钢塑土工格栅、聚酯土工格栅、塑料聚合土工格栅。
3.1 钢塑土工格栅
凸结点单向钢塑土工格栅,纵向标称抗拉强度不小于120 k N/m;横向标称抗拉强度不小于50 k N/m。
标称抗拉强度下的延伸率不大于3%;钢塑土工格栅外包聚丙烯塑料编织袋。
3.2 聚酯土工格栅
采用高韧聚酯加筋有纺土工布,纵向标称抗拉强度不应小于100 k N/m;横向标称抗拉强度不应小于50 k N/m;延伸率为6%时抗拉强度不应小于50 k N/m;标称抗拉强度下的延伸率不大于10%。
3.3 塑料聚合土工格栅
纵向极限抗拉强度不小于80 k N/m;横向极限抗拉强度不小于50 k N/m;断裂伸长率不大于10%。
4 土工格栅的作用
土工格栅的加筋性能主要表现为格栅网孔与填料的嵌锁力和界面摩阻力,结构微小的变形会使格栅与填料产生很强的互锁力和嵌固力,在同等应变下土工格栅与其他土工合成材料相比强度最高。在垂直荷载作用下,利用土工格栅的抗拉性能,在产生拉伸应力的同时,会对土体产生一种类似侧向约束压力的作用,从而改善土的力学性能,土工格栅与填料组成的复合体具有较高的抗剪强度和变形模量。
5 土工格栅的布设
土工格栅沿坡高按一定垂直间距水平方向铺设,其每层的长度及层间距可参照图示布设(见图1~图7)。
6 土工格栅施工工艺
施工工艺如下:
检测、清理下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定→摊铺上层填料→碾压→检测。
7 土工格栅的施工方法
1)施工前,先对土工格栅进行抽样检查,每5卷随机抽样一组进行检查,检查外观颜色、色泽是否均匀,有无明显油污、有无损伤、破裂等,并通过抽样试验确定各项指标是否符合JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程及JT/T 480-2002交通工程土工合成材料———土工格栅的规定。
2)对下层进行整平、碾压,要求平整度不大于15 mm,压实度达到设计要求,且表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。如边坡有其他配套处置措施(冲击碾压、满夯等),则需在完成这些措施并整平压实后再进行土工格栅施工。
3)土工格栅铺设时,卷长(纵向)应与边坡横向一致,即将强度高的纵向置于垂直于填方边坡坡向。
4)土工格栅之间的联接应牢固,在受力方向联接处的强度不得低于材料的设计抗拉强度,并且其叠合长度不应小于15 cm。搭接部位应采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字形穿绑,或采用土工条带编织联接。不同层面的联接位置应相互错开,以增强其整体效应。
5)土工格栅的铺设不允许有褶皱,并尽量人工拉紧,以“U”形铁钉固定在填土层表面,填土时不得发生移动。
6)每层土工格栅铺设完成后应及时填筑填料,以避免其受到阳光过长时间的直接曝晒。一般情况下,间隔时间不应超过48 h。
7)填料应分层摊铺、分层碾压,所选填料及其压实度应达到设计要求。填方的压实是保证加筋发挥作用的关键,具有良好压实的填方才能保证土工格栅与土体之间具有足够的摩擦力。
8)土工格栅上的第一层填料摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机。机械与土工格栅之间土层的厚度不得小于15 cm。严禁机械在格栅上行走。当已填筑压实的厚度大于60 cm后,才能采用重型压实机械压实。
9)摊铺时,摊铺厚度应均匀一致,表面平整。填料时,严禁将石料直接抛落于土工格栅材料上。
10)分区作业时,先从中心开始填筑。然后逐渐向两侧对称扩展。
11)碾压作业从格栅的中部开始,压实机械沿填筑体的横向进行碾压,逐步碾压至格栅尾部和边部。
12)施工中如发现土工格栅材料破坏,应及时修补,修补面积不小于破坏面积的4倍~5倍。
13)填料、土工格栅铺设交替进行,当工作面开阔时采用流水作业。
14)土工格栅根据每日需要量从库房运到现场,不得将多余的格栅在阳光下存放。若遇雨天,应采取临时排水措施,并用彩条布或塑料布覆盖。
8 施工检验
1)施工时有专人随时检查,每道工序完成后按设计要求及时验收,合格后方可进行下道工序。
2)检查的主要内容包括:清基、土工格栅铺设方向及搭接、回填料等。
3)每填筑一层应检验填料对格栅的刺破影响,在实际施工时,若填料及施工工艺没有变化,可每填筑5层时检测一次,5层以下对头尾两次进行检测即可。在铺筑碾压完成后,沿格栅的宽度方向,在2.0 m×4.0 m范围内挖开碾压好的格栅上部土层进行检验。
9 质量要求
质量要求见表1。
1 0 施工要点
1)使土工格栅最大强度方向与受最大应力方向一致。
2)杜绝重车直接在铺好的土工格栅上行驶。
3)土工格栅在受力方向连接处的强度不得低于其设计抗拉强度。
4)尽量减少土工格栅的切割量和缝合量,避免浪费。
1 1 结语
土工格栅在高填方边坡工程中的应用是一项不断发展完善的新技术,随着应用领域的不断扩展,土工格栅对于减少高填方边坡不均匀沉降、提高土体的抗剪强度及整体稳定性,将会起到更加突出的作用。
参考文献
[1]JTG/T D32-2012,公路土工合成材料应用技术规范[S].
填方边坡治理 篇7
关键词：鞍钢弓长岭附企矿产工业公司排岩场,填方边坡,稳定性评价
弓长岭铁矿是我国大型地下铁矿之一, 富矿资源居全国之首, 是鞍钢唯一的富矿基地, 经过上百年的开采, 遗留下一系列矿山地质环境和生态环境问题, 其中较为典型的是铁矿弃渣的尾矿边坡的稳定性问题, 对矿区生产与填方边坡下方铁路与住宅的安全带来隐患。
其中矿产工业公司排岩场填方边坡是由早期开采的磁铁、赤铁矿石及石英岩长期堆积于以片麻岩为主的基岩底座上形成。边坡整体表面已出现多处浅表层滑动, 后缘可见明显拉张变形, 已经具备滑坡的基本特征。
1 填方边坡物理地质现象
填方边坡物理地质现象主要表现为滑坡、边坡局部较陡地段出现重力滑坡。由于区内主要为矿渣堆积, 坡度较陡, 矿渣颗粒较大, 结构松散, 容易形成滑坡。在现场调查过程中, 对一些填方边坡上发育的典型的滑坡体进行了详细调查, 产生局部滑坡的填方边坡主要包括1-2#填方边坡、下面进行介绍。
1-2#填方边坡全貌如图1所示, 填方坡坡面植被不发育, 表面颗粒分选不均, 在1-2#填方边坡可看到两个滑坡发育, 分别为1-2-I#滑坡、1-2-II#滑坡, 下面分别进行介绍。
1.1 1-2-I#滑坡。
1-2-I#滑坡全貌见图1, 北侧以拉张裂隙为边界, 南侧边界处植被未见倾斜, 1-2-I#滑坡总体高度为20m左右, 坡底滑坡前缘高程为176m, 坡顶高程为196m, 前缘长度约为50m, 滑坡残体坡面平均坡度为33°, 滑坡平面形态整体呈扇形, 滑坡表面冲沟发育, 滑坡体主要由填方碎石土构成, 滑坡体厚度仅约2m, 为浅表层小型滑坡, 坡积土颗粒较小, 颜色为黄褐色, 碎石多为青灰色变质岩、砂岩, 最大粒径可达40cm, 颗粒棱角分明, 磨圆度较差, 粒径大小不均, 结构松散, 因刚下过雨, 可观察到局部渗水现象, 滑面产状279°∠41°, 表面可见黄褐色滑动痕迹, 植被稀疏倾倒, 前缘有扇弧形堆积, 滑体内有多个错动陡坎, 疑为牵引式滑坡。北侧边界处为拉张裂隙, 呈弧形, 裂隙处可观察到陡坎, 陡坎高差约为30~50cm, 滑坡边界植被较发育, 可见一些草本植物高度大约1m, 有些植被倾倒, 局部位置可见植物完全倒伏贴近坡面。滑坡后缘可观察到两条近似水平的裂隙1#和2#, 两条裂隙延伸长度约为20m。裂隙起点处, 1#裂缝处最大宽度为10cm, 填充物为碎石、泥质物, 稍湿, 表层较干, 看不出发育深度, 走向N5°E, 2#裂缝宽度为2cm, 开口较小, 较湿, 可见发育深度大约为10cm, 走向N3°E, 2#裂隙与1#裂隙大致平行。1#和2#裂隙之间形成台阶, 台阶高约37cm, 宽70cm。2#裂隙向南延伸约7m, 发生转折, 转折处2#裂隙宽度为6cm, 错动距离30~50cm, 该处平台宽度为80cm, 陡坎30cm, 此处可见大块石堆积。根据滑坡表面形态以及滑动方向, 可将1-2-I#滑坡划分成四个小区, 从左到右依次编号为1#、2#、3#、4#。1#小区前缘长大约14m, 2#小区前缘长约11m, 3#小区前缘长约12m, 4#小区前缘长约13m, 现场测量了2#小区的滑动面方位为264°∠38°, 3#小区的滑动面方位为278°∠33°。
1.2 1-2-II#滑坡。
1-2-II#滑坡规模较小, 主要为表层矿渣滑动, 滑动面顶部宽, 底部窄, 坡面植被可见一定程度的倾斜, 因其规模较小, 影响小, 不作具体阐述。
2 填方边坡稳定性评价
填方边坡是由矿渣填方形成的, 颗粒大小混杂且无序, 但该填方边坡已经存在较长的时间, 从地质的角度来看, 这些边坡基本上处于稳定性的状态。采用国际上通用的边坡稳定性评价大型商用软件Geo-Studio来计算填方边坡的安全系数。采用刚体极限平衡中的毕肖普圆弧条分自动搜索法来搜索最危险的圆弧, 并计算其安全系数。
我们共建立了10种工况, 采用毕肖普圆弧条分法计算得到填方边坡各剖面在各工况条件下的安全系数如表1所示。
由表1各剖面计算结果可以看出, 在天然状态下, 各剖面的在天然状态下的安全系数均大于1.4, 填方边坡是稳定的。在天然状态下考虑地震时, 剖面1-2-I的安全系数为1.183, 处于基本稳定状态;剖面1-2-II的安全系数为1.262, 属于安全的。
为研究边坡在水的影响下边坡的稳定状态, 分别设置了多个水位进行研究。由表1可知, 在只考虑水位对安全系数的影响均处于稳定状态。考虑地震迭加水位的工况条件下, 剖面1-2-I在水位距地表2m时即处于不稳定状态, 水位在4m以下时, 处于基本稳定状态, 剖面1-2-II在水位距地表2~4m时处于欠稳定状态。这表明4#填方边坡在天然状态与地震作用影响下处于稳定状态, 只有当十分极端的条件下, 即地震迭加持续暴雨后地下水位高, 即地下水位埋深2m的条件下才有可能局部出现临界状态。因此, 可以认为填方边坡是稳定的。
3 结论与建议
通过对该边坡进行现场调查, 现场粒度分析与物室内颗粒分析试验, 边坡材料参数选取及边坡稳定性评价研究, 得到了如下几点认识:
a.该填方边坡位于以太古界鞍山群茨沟组斜长角闪岩夹磁铁石英岩层及元古界微斜混合岩为主的岩层之上, 填方堆体多为微斜混合岩、斜长角闪岩及少量磁铁石英岩;b.填方边坡的坡度在42°以下, 填方边坡植被覆盖不均, 填方物质密实程度程度不等, 为较密实。土的定名均为“含细粒土砾”;c.考虑到填方边坡粒度粗大, 透水性能良好, 因此, 出现高地下水位的可能性极小, 因此, 填方边坡是稳定且安全的。
基于以上认识, 建议如下:
a.由于填方边坡均处于稳定安全的状态, 因此, 建议尽量保持填方边坡目前的基本形态, 填方边坡的透水性;b.无论如何种原因, 都不要开挖各填方边坡的坡脚;保证若由于工程的原因开挖坡脚后, 施工完成后要保证尽量回复原样。
参考文献
[1]张倬元, 王士天, 王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社, 1994, 3.
[2]陈剑平.环境地质与工程[M].北京:地质出版社, 2003.
[2]陈剑平, 石丙飞, 王清.工程岩体随机结构面优势方向的表示法初探[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (2) :241-245.
[4]唐大雄.工程岩土学[M].北京:地质出版社, 1987.
填方边坡治理 篇8
关键词：高速公路,填方路基病害,排水
0 引言
高速公路建设具有重大现实意义, 随着交通压力不断增加, 对路基质量提出了更高的要求。路堤是一种填方路基, 在高速公路施工中颇为常见, 可分为低路堤和高路堤两种。在诸多因素作用下, 路堤极易发生各种病害, 如车辙痕迹明显、路面开裂、不均匀沉降等。不但破坏公路外形美观, 而且极易阻碍交通运行, 甚至引起安全事故。所以在实际使用中, 应考虑路堤可能出现的各种病害, 仔细分析原因, 并采取有效措施予以解决。
1 高速公路常见的路堤病害
国内高速公路多为高填方路堤, 填土高度较高, 需要大量的土石材料, 自身较重, 质量很难保证。实际中常见的病害有:路堤局部或整体沉降、纵向横向开裂、边坡塌陷、路基滑动等。不均匀沉降在其中占的比例最大, 其表现形式主要有以下几种。
1.1 地形
当公路穿过台地、冲沟等地形时, 路基纵断面的填方变化较大, 材料方式不同, 沉降程度也有所差异。如在原地面筑土, 和在填挖交界处筑土, 其密实度显然有着很大差异, 相应的沉降量也不同。在巨大的荷载下发生不均匀沉降, 导致路堤最终呈现出马鞍形。
1.2 水文
地下水和地表水对路堤也有着明显影响。粉土、黄土一般在干燥环境中结构稳定, 具有足够的承载力, 可保证路堤不会轻易变形。而一旦被地下水浸泡, 或在长期冲刷中, 土体结构极易被破坏、失去稳定性, 导致承载力有所降低, 进而引起路堤变形。
1.3 过波段和台背
这两处的沉降也是常见的路堤沉降形式。相对而言, 过波段的路堤压实性不如其他部位, 工后沉降较大。而台背呈一侧刚、一侧柔的结构, 因差异较大, 易引起不均匀沉降。
2 工程实例分析
某段高速公路长5.5 km, 宽32 m, 建于2003年。近年来通车量越来越多, 且常出现超载行为, 使公路出现了很多病害。如2010年12月因路面不平导致一货车经过时发生严重颠簸, 加上路面堆满了雪, 车辆打滑失控, 幸有路边护栏阻挡, 才没有引起事故。2011年7月路堤边坡塌陷, 导致一客车冲下山坡, 最终多人重伤。自2012年起, 路堤沉降现象更加明显。为避免发生更多的事故, 相关部门决定对此段路进行重修。将重点工作放在了路堤沉陷上, 并总结以往经验, 仔细分析了引起沉降的原因, 然后采取解决措施。
3 引起高速公路填方路堤沉降的原因及解决措施
3.1 路堤沉降病害原因
1) 填料质量缺陷。填料是填方路堤的物质基础, 其优劣直接决定着路堤质量。以往受经济条件限制, 填料质量较低, 里面掺加了土质较差的腐殖土、种植土等。由于含有大量有机物, 强度和抗水性都比较低, 易使路堤发生沉降或塑性变形。特别是掺加有膨胀土, 其稳定性差, 遇水软化、风干开裂, 随着水分的蒸发, 出现明显的开裂现象。
2) 排水不畅。路堤施工中要确保地下水位不能过高, 且现场不能有大量积水, 这就要求做好排水工作, 降低土基的含水量。然而在以前施工时, 并未设置有效的排水系统, 导致排水不畅, 在浸泡中易软化土质, 降低土基的强度, 沉降塌陷现象也随之而来。
3) 设计问题。针对一些不良地质路段, 需认真做好设计工作。如沟谷地段多为山体风浊物沉积而成, 路堤土承载力低, 易发生沉降;在横坡较陡的地方, 半填半挖断面结构较为常见, 对公路质量不利。该工程位于宽浅游荡性的河床, 在桥梁衔接处填土较高;加上路和桥的材料不同, 弹性模量有很大差异, 又没有科学设计波段的结构, 以至于常发生沉降跳车现象。
4) 施工原因。施工是工程的关建环节, 也最容易出现问题。当初建设时没有提前合理设计排水系统, 以至于形成有大量积水无法排出, 最终引起路堤土的软化, 承载力下降;填筑碾压时, 没有严格按照要求进行每一步操作;在处理地面时, 压实度未达到规定标准, 且劣质土没能彻底清理;施工过程中没有按照分层填筑的方式进行, 而是先填半幅, 再填半幅, 以至于出现沉降的情况;含水量控制不到位。
3.2 解决路堤沉降问题的措施
1) 进行科学合理的设计。严格按照工程地质勘察规程做好地质勘察工作;尽量避免高填方路堤设计, 若多条路线相交时, 主线宜采取下穿方案, 以降低路基填方高度, 避免通道下挖而出现积水问题;加强路基排水设计, 使地表、地下水顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外, 不能在路基范围内积水。涵洞、通道底铺砌设计中要考虑防水, 避免积水浸泡基底而沉降变形。
2) 提高施工质量。彻底清理地表不良土质, 加大地表压实力度。如细粒土等土质, 土中含水量大小对土质的密实程度比较敏感, 在压实过程中要求含水量接近于最佳含水量;严格选取路基填料用土, 且尽量选择集中取土。土质应均匀一致, 不得混杂, 剔除超大颗粒填料, 方能保证各点密实度均匀一致;填筑路基前, 疏通路基两侧纵横向排水系统, 避免路基受水浸泡;路堤填筑方式应采用水平分层填筑, 即按照横断面全宽分层逐层向上填筑。原地面纵断面>12%的地段, 宜采用纵向分层填筑施工, 填筑至路基上部时, 仍应采用水平分层法填筑。每层应保证层面平整, 便于各点压实均匀一致。
3) 做好养护工作。正确管理排水和防水构造物, 维持排水的畅通性。一旦发现有水毁地段, 必须及时加固处理。同时应在高水位处挖排水沟, 以降低水位;对于跳车现象频发的地段, 应及时采取各种稳定路基的措施, 确保行车安全;加强边坡植被防护, 增强边坡的稳定性。
4 结语
我国高速公路建设事业蒸蒸日上, 其中也出现了一些问题。如填方路堤病害, 对交通运行、公路寿命、人员安全等都极为不利。沉降是最为常见的病害, 危害程度较大, 必须采取相关措施及时处理。
参考文献