李 穎 四川達陜高速公路有限責任公司,四川 達州 635000
軟土路基的特征是抗剪度低、壓縮比高、含水量大、孔隙大以及結構疏松等特點,由于自身固定性和荷載能力都在不斷下降,最終導致山區(qū)高速公路使用壽命受到影響。本文通過對路況介紹之后,根據山區(qū)滑坡形成機理分析,提出了軟土路基綜合治理的措施,為改善山區(qū)高速公路提供了合理的方案。
該地區(qū)位于四川省萬源(陜川界)至達州(徐家壩)高速公路段,其地貌為緩斜坡地形,自然坡度在8 度~15 度之間,地表特征為第四系坡積層所覆蓋,主要以淤泥質粉質粘土為主,并且該地段地下水比較豐富,穩(wěn)定性和荷載能力下降,對于路基的影響比較嚴重。在具體施工過程中,主要以開挖坡體表層土體的翻曬過程中,上覆土體其穩(wěn)定性比較差,這就很容易形成滑坡現象,呈現“簸箕”狀。在滑坡后緣形成最大寬度約20cm,長度約30m,高度約為60cm。通過勘察人員勘察具體地質,其結果表明:該路段滑坡的面積約為13400 平方米,由于受到滑坡影響,造成該路段路基嚴重破壞。
山區(qū)高速公路高填方斜坡軟土路基的巖體構成為:(1)覆蓋層。斜坡積層粉質粘土主要以軟塑為主,局部呈現可塑或者是硬塑狀,其他土質還包含灰黃、褐黃以及灰褐色。(2)基巖,該地段中根據巖體的結理、裂隙發(fā)育狀況以及硬度與完整性,將基巖劃分為全風化、強風化以及中風化三個層次,具體內容是:在全風化粉砂質泥巖中,主要是以灰色為主,節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖石的風華比較強烈,巖芯主要呈現的是土狀,并且可見細小圓形顆粒,周圍是砂狀。在滑坡大部分地區(qū)分布;在強風化粉砂質泥巖中,主要以灰色和深灰色為主,節(jié)理裂隙發(fā)育完善,巖體比較容易破碎,巖芯屬于砂狀以及碎塊狀;對于中風化粉砂質泥巖:呈現深灰色或者是灰色,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體比較容易破碎,巖芯呈塊狀或者是砂狀。該地段山區(qū)高速公路斜坡軟土主要是由于受到丘陵谷地沉積影響,水流搬運巖石風化產物和地表有機物質在低洼處沉積最終形成的,該地質的分布面積不大,但是其底部硬層經常會有軟大的橫向坡度,因此斜坡軟土的特征是:流滑性、膨脹性、分布不均勻以及厚度變化大等,由于斜坡軟土地處山體斜坡地段,因此其母巖風化差異以及地形起不同,在受到統(tǒng)一斜坡地段的軟土影響下,產生不均勻以及不連續(xù)性,最終導致整個路基的穩(wěn)定性受到威脅,造成高速公路產生不良影響
勘察人員根據地質地貌進行分析,勘察結果表明:由于地質、地形以及不利的巖土組合以及地下水等多種因素,再加上路基在修建施工過程中,對周圍邊坡的擾動以及地下水滲透等造成邊坡失去了穩(wěn)定性,在受到遇水侵蝕基巖頂面匯集最終將山區(qū)高速公路巖體進行軟化,在力學強度不斷降低的同時,使得地基失衡,地基的橫向和豎向產生變形現象,最終導致滑坡現象發(fā)生。
根據該路段分析,軟土路基場地的斜坡地形從勘察結果中表明:由于下伏全風化基巖風化現象比較強烈,在受到長期遇水侵蝕影響下很容易飽和,軟土路基的抗剪強度明顯下降,路基在填筑加載之后,整個填方體以及下伏涂層、強風化界面很容易出現滑動現象,最終導致巖土深層滑動,影響軟土路基的機理。因此,針對這一現象必須要采取及時的措施,避免由于遇水的不斷下滲以及滑坡移動造成對路基的影響加重,威脅到山區(qū)人民的生命財產以及安全,與此同時,為了提高該路段路基填方施工進度,加強對斜坡軟土路基治理十分有必要。
通過上述路基介紹,為了加強對高填方斜坡軟土路基處理,避免由于滑動現象對路基造成更大的影響,在勘察人員了解了具體路況以及地形地貌之后,采取綜合治理的方式,來解決山區(qū)高速公路高填方斜坡軟土路基治理問題。
通過分析滑坡工程地質勘察資料,針對典型地質斷面進行計算,確定出具體地段之后,然而該地段路基滑移之后基本上處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài),其安全系數為:K=1,粉質粘土c=12kPa,=10(度),填方體c=0.根據該地段斷面進行反算之后,得到滑動面抗剪反算的相關參數,其中,c=9.2kPa,=2.5,潛在滑動面的參數為:c=18kPa,=11.1(度)。綜合治理如圖1 所示:
圖1 工點滑坡全貌圖
根據勘察結果表明:為了徹底治理滑坡,針對其形態(tài)、規(guī)模、性質以及地質條件等采取分區(qū)綜合治理的方式,具體內容表現在以下幾點:由于在山區(qū)高速公路中,該地段的滑坡推力影響比較大,再加上地下水以及雨水侵蝕的影響,很容易造成滑坡現象加劇,地質失穩(wěn)。因此要采用清淤換填、排水設計以及抗滑樁支擋等多種方式相結合,在綜合治理方案中解決滑坡現象。具體方案是:(1)清淤換填措施。針對山區(qū)高速公路高填方斜坡軟土地基進行換填處理,一般采用石方填筑。(2)抗滑樁的設計和應用。為了增強填方坡腳穩(wěn)定性,確保樁板墻的聯合受力,因此在填方邊坡一側設置多根抗滑樁支擋,并且樁設置的方向要與路基橫斷面方向保持一致,提高聯合擋墻的效果。基于勘察資料分析到,在綜合治理方案中,必須要考慮滑坡滑動巖土層的物理力學特征,根據斷面計算出抗滑樁長以及具體布置位置,通常在抗滑樁之間采用預制鋼筋混凝土板做擋土處理,增強其穩(wěn)定性。(3)軟土路基排水處理。通常在路基的左側設置排水溝,促進地表水以及雨水全部流入到涵洞中,將水分排出滑坡體外。另外,在滑坡體內部要增設樹枝狀盲溝排水設計,避免由于水分對軟土路基造成影響。
綜上所述,通過分析山區(qū)高速公路高填方斜坡軟土路基的特點以及該路段在成的滑坡現象,并且針對軟土路基的特點,制定了綜合的治理方案,基于軟土路基的地質地貌條件,采用了換土填石、抗滑樁支擋以及排水設計等綜合治理方案,為解決山區(qū)高速公路高填方斜坡軟土路基治理提供了措施,在確保該項綜合治理方案安全、經濟、環(huán)保等方面,提高了山區(qū)高速公路軟土路基的穩(wěn)定性,增強了路面荷載效果,確保高速公路正常通行,并且該方案的實施提高了高速公路的使用壽命,進而推動了我國高速公路建設的不斷發(fā)展。
[1]劉奇軍,崔曉茹,張浩華,童懷峰.高填方路基沉降變形分析與預測及其控制標準研究[J].長沙理工大學,2015(14).
[2]高志偉,李仁強,王順興,張淼.山區(qū)高速公路陡斜坡高路堤破壞模式分析及治理技術[J].昆明理工大學,2014(13).
[3]張永清,高麗霞,金生吉,趙亮.山區(qū)高速公路路基差異沉降特性與控制措施研究[J].重慶交通大學,2015(33).
[4]楊勝波,孟慶山,胡明鑒,郭愛國.山區(qū)高速公路高填土路基病害分析及處理措施[J].交通世界(建養(yǎng).機械),2015(28).
[5]孫明珠,沈文明,王志超,靳志東.山區(qū)高速公路路基差異沉降特性與控制措施研究[J].巖石力學工程,2013(22).
[6]曹向陽,成永剛,陳遠川.高速公路節(jié)地關鍵技術及節(jié)地效果綜合評價[J].西安建筑科技大學,2015(37).
[7]張偉斌,吳春勇,楊鑫.山區(qū)公路高填方涵洞土壓力理論及加筋減載研究[J].石家莊鐵道大學,2014(05).