高速公路高填方路基边坡滑坡的鉴定与治理

2009年1月文章编号:100926825(2009)0220271202

SHANXI　ARCHITECTURE

西建

Vol.35No.2筑　　　　　　　　　　　　　

Jan.　2009

・271・

高速公路高填方路基边坡滑坡的鉴定与治理

宋志伟

摘　要:通过对某高速公路边坡的观测和勘察,指出滑坡的出现与土体本身压实度不够以及滑动体和母体之间产生了软

弱带两方面的原因有关,提出了注浆加土钉综合加固边坡的方案,理论计算及加固效果证实了本方案的有效性。关键词:高填方路堤,滑坡,注浆,土钉中图分类号:U417文献标识码:A

1　工程概况

某高速公路K11+280,K15+800段路基为高填方路堤,位

于山前冲沟地段,属丘陵地貌单元。投入运营一年后两段路面均有裂缝出现。K11+280高路堤为二级深填方路段,裂缝出现范围内一级路堤最高约为8.0m,二级路堤最高约为17.0m;K15+800高路堤位于一级深填方路段,裂缝出现范围最高约为12.0m。基内的土层分布以及必要的土性参数等信息,以便确定两段边坡的实际状态。对已能确定为滑坡的部分应明确地了解滑坡已发展的程度,并采取相应的加固措施;而无法判断实际状态的部分应明确地知道是否是滑坡,以便采取相应的处理措施。

3　勘察结果1)K11+280路段的土层分布:

2　实地观测

通过实地观测可以得到以下结论:K11+280段裂缝出现区内的一级边坡已经初步形成了滑坡体,由于土体的错动,导致排水通道堵塞,致使雨水对边坡冲刷严重,加速滑坡体的形成。二级边坡未出现明显的破坏征兆,但边坡是否稳定尚需进一步判断。K15+800段裂缝出现区内的破坏情况与滑坡出现规律基本一致,但尚不能证实一定是滑坡。

由于临近雨季,边坡的隐患越来越大,因此应进一步测取路

表1　处理前后土的物理力学性质指标对比

土名粉质加固前

黏土加固后粉质加固前黏土加固后

加固前粉土

加固后加固前粉土

加固后

含水量密度ρ饱和度孔隙比粘聚力内摩擦角压缩系数压缩模量φav122Es122%g/cm3Sr/%ec19.518.416.315.231.426.819.618.5

2.052.062.122.151.871.941.992.01

91.790.489.088.192.992.184.483.9

0.5760.5430.5000.4680.9230.7890.6270.595

252710149122123

11131416121469

0.1490.1450.1480.1450.2930.2870.1560.153

8.748.918.608.754.884.958.508.71

①路面结构层:上部为沥青碎石路面,下部为泥面结构层,厚

度随路面起伏略有变化。

ml

):可塑～硬塑,稍湿～湿,含碎石,干②亚黏土(素填土)(Q4强度中等,韧性中等。该层为路段主要压实土层。ml

②21亚黏土(素填土)(Q4):软塑,湿,混碎石,干强度中等,中等韧性。

2)K15+800路段的土层分布:

①路面结构层:上部为沥青碎石路面,下部为泥面结构层,厚

CGMT(CementGravelMixingTrenchless)干拌水泥碎石桩具

4.2　标准贯入对比试验

加固前未挤密土和CGMT桩复合地基桩间挤密土的标准贯

入试验结果见表2。

表2　土层标准贯入试验成果统计表

岩土名称

标贯锤击数/击未挤密土

N63.5挤密土

粉质黏土①

5.88.5

粉质黏土②

6.29.1

　　根据成果统计表,挤密后地层平均标贯锤击数较加固前未挤密状态有明显的提高。

有施工周期短、造价低、对环境污染小、不影响通车等优点。具有增加地基路堤承载力、减少不均匀沉降、排水固结和提高整体稳定性的特点。可以解决由于各种原因造成的路基压实度低、含水量过高形成的路面沉陷、唧泥、翻浆、桥头跳车、路基滑移等路基、路面病害问题。参考文献:[1]　龚晓南.地基处理技术发展展望[J].地基处理,2000(11):32

8.[2]　阎明礼.地基处理技术[M].北京:中国环境科学出版社,

1996.[3]　叶书麟.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.[4]　李　杰,方永凯.软土加固中的干振挤密碎石桩[A].全国地

基基础新技术学术会议论文集[C],1989.[5]　严寿民.瑞雷面波勘探方法[J].物探与化探,1992,16(2):

1132119.[6]　孙连军,冯　勇.地基处理方法综述[J].山西建筑,2007,33

(4):1412142.

5　结语

TheapplicationofCGMTpileinfoundationtreatmentinHe’nanhighway

BIDan　ZHANGYan　ZHANGYuan2dong

Abstract:CGMT(CementGravelMixingTrenchless)non2excavationdrymixingcementgravelpileisanewpilebasedongravelpile,CFGpile.BasedonthereinforcementprojectofJing2ZhuhighwayXuchang2Luohesection.Itsfeasibilityandsuperiorityofembankmentreinforce2mentinhighwayhasbeenvalidated.

Keywords:CGMTpile,highway,foundation,bearingcapacity

收稿日期:2008209227

作者简介:宋志伟(19702),男,工程师,河南省开封通达公司,河南开封　475000

・272・

第35卷第2期　　　　　　　　　　

山2009年1月

西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

度随路面起伏略有变化。

ml

):可塑～硬塑,稍湿～湿,含碎石,干②亚黏土(素填土)(Q4

强度中等,韧性中等,局部混填大块料石及掺有石灰的亚黏土。该层局部铺设有土工格栅,为本路段主要压实土层。

ml

②21亚黏土(素填土)(Q4):软塑～流塑,湿,混碎石,干强度中等,中等韧性。

可以看到K11+280段的一级边坡和K15+800段的路基内部均出现一条软弱带(②21层),从软弱带的形状来看,应该不是由于施工中填土不均造成的。软弱带与常见的滑动面的位置和形状相符,可以认为是滑坡体与母体的相对错动使然。此外,由于排水通道被堵塞,雨水沿着滑动带流动,导致软弱带的土体偏软,含水量较高。勘察报告提供的土层特性以及软弱带与周围土层的土性参数对比清楚地说明了这一点。K11+280段的二级边坡没有明显的软弱带。另外,勘察结果表明K15+800段临近挖填交界处路面下方10m处有杂填土成分,这说明施工时对原地面不良土层的清理不够,导致路基的不均匀下沉,从而在沥青路面上表现出垂直于行驶方向的数条裂缝。

取土钉长度L=15m(当遇到山体基岩时,土钉长度可适当降低,但必须保证土钉嵌入基岩50cm～100cm),贯穿整个滑动面,阻止边坡的滑塌,提高路堤的整体性。土钉与水平面夹角取20°。

土钉材料、孔径及布置:土钉直径为30mm,二级螺纹钢。土钉孔径取100mm,土钉施工采用灌浆工艺。土钉水平间距为1.7m,沿边坡方向竖向间距为2m。土钉与注浆孔布置见图1。土钉的布置范围应超出裂缝出现范围5m左右。最上排土钉距边坡顶面距离为1.5m。

4　滑坡稳定验算及加固措施

稳定分析结果表明:两段的边坡稳定安全系数均不满足规范的要求[2,3],已处于临界状态,在不良环境影响(如雨水渗入)下随时可能出现滑坡。

这里提出压密注浆加土钉方案,即在填土中注入水泥浆固化胶结松软填土,改善填土的土工性质,提高土体的整体性、变形模量和抗剪强度,增大土体与土钉的摩擦力;用土钉将滑动体与稳定填土路基形成紧密结合,同时可以增强土体的强度,改善土体的力学特性,使加固体成为一种共同作用的复合体,能有效地承受拉力和剪力。

1)注浆设计。注浆半径、深度:取注浆扩散半径为1m,其有效半径为0.5m,注浆深度为15m,进入第②层。

布孔方式:根据注浆有效半径,设计各注浆孔间距为1m,梅花状布孔,注浆管垂直于坡面,注浆管长15m,直径为50mm,注浆范围应超出裂缝发生范围5m左右。

注浆压力:黏性土中初始压力取0.2MPa～0.3MPa,稳压为0.8MPa～1.0MPa,稳压时间约为30min。当埋深浅于10m时,取较小注浆压力值。

注浆用料及注浆量:采用普通硅酸盐425号水泥,水灰比为0.2～0.25,加高效减水剂(减水率35%)。单孔注浆量由Q=1000KVn推算(K为经验系数,取0.5;V为单孔注浆土量,取11.78;n为土的孔隙率,取0.368)得Q=2167L。

注浆加固后主要土体性能的改善:根据大量工程实例总结的经验,注浆加固后土体的重度、粘聚力和内摩擦角均有一定提高。本注浆方案加固后的预计效果为:γ=20kN/m3,C=30kPa,φ=28°。

2)土钉设计。

土钉长度:根据K11+280和K15+800两段滑动面的特征,

水泥浆的选用:采用425号早强普通硅酸盐水泥制浆,水灰比0.2～0.25,掺高效减水剂、早强剂和适量膨胀剂,压浆机压力不小于0.4MPa。采用孔底注浆法,需设置止浆塞和排气管。

面层做法:面层采用混凝土喷射机向已设置土钉的路基坡面喷射100mm厚的25号细粒式混凝土保护稳定边坡,混凝土中间铺设Φ8钢筋网片,网片间距150mm×150mm,坡面上下段钢筋网搭接长度为300mm。土钉钢筋与钢筋网焊接,焊接区域内的钢筋应当加强。

经验算,注浆+土钉加固处理后的K11+280段和K15+800段两个边坡的稳定系数分别为1.655和1.705,满足《建筑边坡工程技术规范》《公路路基设计规范》的要求。

5　结语

滑坡体的形成有一定的征兆,通过对边坡外鼓、路面裂缝、护坡结构出现横断裂缝、排水通道堵塞、周围土体局部坍塌等现象的综合判断,可以初步推测是局部破坏还是滑坡,从而制定不同的加固方案。

土体的密实度不够以及雨水的冲刷容易诱使滑坡体的形成,而滑坡体与母体间的相对错动形成的薄弱带,进一步加速了滑坡的发展。针对促使滑坡形成的两方面原因,采用注浆+土钉的加固方案是合理的。

滑坡的发生与雨水有很大关系,合理有效的排水系统能够最大程度地减小雨水的危害。进行加固时还应疏通被堵塞的排水管道。参考文献:[1]　黄生文.公路工程地基处理手册[M].北京:人民交通出版

社,2005:7.

[2]　GB5033022002,建筑边坡工程技术规范[S].[3]　JTGD3022004,公路路基设计规范[S].

[4]　薛颖慎.六盘山阴湿区路基边坡稳定性问题及解决方法

[J].山西建筑,2007,33(34):3002301.

Ontheidentificationandmanagementoftheslopelandslideofthehighfillerupground’ssinkingonhighways

SONGZhi2wei

Abstract:Accordingtotheobservationandinvestigationofsomehighway’sslope,thepaperpointsoutthelandslideisrelatedtothetworea2sons,theweakcompactnessofthegroundandtheweakbedscausedbetweentheslidingbodyandsoilground,illustratesthecomprehensiveintensifyingslopeschemeofgroutingandsoilnailing,itstheoreticalcalculationanditsintensifyingeffectprovesthefeasibilityofthescheme.Keywords:highfillerupground,landslide,grouting,soilnailing