摘 要：

依托中國“一帶一路”重點貢獻項目格魯吉亞E60高速公路Ubisa-Shorapani（F3）標段項目，針對公路軟弱路基邊坡沉降與滑移問題，通過現(xiàn)場實測與數(shù)值模擬探究并論證其機理，提出帶連系梁式微型樁復(fù)合加固措施，并對結(jié)構(gòu)自身參數(shù)進行方案優(yōu)化。結(jié)果表明：路基邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)隨加固區(qū)首排樁體距坡頂距離（Lx）逐增且呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在Lx=2 m且樁體傾角為15°時安全穩(wěn)定系數(shù)最大，為1.542；不同樁徑下的安全穩(wěn)定系數(shù)差異較小，最大差值僅為0.1?；诿舾行苑治鰞?yōu)化方案，優(yōu)化處治后的坡腳土體最大水平位移為10.8 mm，相比未處治前約減小88.0 mm，減幅為89.1%；路基左側(cè)地表最大沉降量僅為7.9 mm，相比未處治前約減小12.1 mm，減幅為60.5%；隨時間的增長，土體沉降逐漸趨于均勻且穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：高速公路;軟弱路基邊坡;沉降與滑移;微型樁復(fù)合加固;方案優(yōu)化

中圖分類號：TU478" 文獻標識碼：A"""""" 文章編號：2096-6792（2024）03-0067-10

Analysis of the Mechanism of Settlement and Slip of Weak Subgrade

Slope of Expressway and Micro-pile Composite Reinforcement

LIANG Bin1， BU Yiming1， DENG Honglong2， LIU Jiang2， LI Wenjie1

（1.School of Civil Engineering， Henan University of Science and Technology， Luoyang 471023， China；

2.International Co.， Ltd. of CCCC-Second Highway Engineering， Xi′an 710000， China）

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Abstract：" Based on the Ubisa-Shorapani （F3） tender section project of Georgia E60 Expressway， one of the key contribution projects of China′s ″Belt and Road″ initiative， and in view of the settlement and slip of the weak subgrade slope of the highways， through on-site measurements and numerical simulations， the mechanism is explored and demonstrated， and the composite reinforcement measures with connected beam type micro-pile are proposed， and the parameters of the structure are optimized. The results are as follows. The safety and stability coefficient of the roadbed slope shows a trend of first increasing and then decreasing as the distance （Lx）between the first row of piles in the reinforcement area and the top of the slope increases. When Lx=2 m and pile inclination angle is 15°， the maximum safety stability coefficient is 1.542. The difference in the safety and stability coefficients for different pile diameters is small， with a maximum difference of only 0.1. Based on the sensitivity analysis optimization scheme， the maximum horizontal displacement of soil at the foot of slope after optimization is 10.8 mm. Compared with the untreated period， it was reduced by approximately 88.0 mm， a reduction of 89.1%. The maximum surface settlement on the left side of the roadbed is only 7.9 mm， which is about 12.1 mm or 60.5% less than that before the treatment. As time goes on， soil settlement gradually becomes uniform and stable.

Keywords： expressway; weak subgrade slope; settlement and slip; micro-pile composite reinforcement; scheme optimization

隨著“一帶一路”建設(shè)進程的加快，格魯吉亞在公路、港口、空運、通信等國際交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面與我國合作密切。該國地處黑海和里海之間、高加索山脈北部，地理位置及自然氣候復(fù)雜。高速交通密集建設(shè)區(qū)常處于含水率高、埋深淺、淤泥分布廣泛、觸變性及流變性強的地帶，再加上運營設(shè)備長期擾動使軟土蠕變性增強，部分公路在運營過程中先后出現(xiàn)不同程度病害：路基邊坡滑移失穩(wěn)［1-2］、過渡段不均衡沉降［3-4］、路面開裂及滑移［5-6］等，嚴重影響運營安全。國內(nèi)外學(xué)者雖對深厚軟基滑移病害處治技術(shù)進行了大量的研究，但投入到營運高速公路處治工程中的實踐應(yīng)用卻較少。因此，如何切實處治高速公路深厚軟基滑移病害對提升高速公路運營穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。

近年來，微型樁已廣泛應(yīng)用于搶險加固中，特別是在操作空間狹小、易發(fā)生危險破壞情況下，成功幫助工程師解決較多工程技術(shù)難題。ZHU B等［7］開展了微型樁處治滑移試驗，結(jié)果表明，利用微型樁加固能夠保證邊坡的穩(wěn)定，同時控制滑移變形。DU Y Q 等［8］通過現(xiàn)場監(jiān)測微型樁側(cè)土壓力、彎矩，指出微型樁群抗滑機制較好，在路基邊坡加固效果中表現(xiàn)突出。GU S F等［9］針對軟基深處位移處治，采用微型樁+錨索復(fù)合加固技術(shù)，取得了良好效果。李云濤［10］通過ABAQUS數(shù)值模擬軟件，對比分析了微型樁與抗滑樁治理邊坡的效果，指出在中淺層滑坡災(zāi)害中，微型樁支護效果優(yōu)、力學(xué)性能好，應(yīng)首先考慮用其處治。黃斌［11］通過現(xiàn)場載荷試驗，指出微型樁承載力及抗剪強度高，能有效加固軟弱路基。姜華［12］通過UDEC數(shù)值軟件建立模型，利用層理節(jié)理概率分布理論，最終得出微型樁+錨索聯(lián)合支護方案能有效阻礙邊坡弧形滑移失穩(wěn)，加固后安全系數(shù)較高。孫書偉等［13］基于數(shù)值計算方法研究了微型樁加固邊坡的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，微型樁布置在邊坡中上部時加固效果最好，穩(wěn)定系數(shù)最高。王祥［14］根據(jù)微型樁內(nèi)力計算理論設(shè)計樁體參數(shù)，并現(xiàn)場監(jiān)測治理效果，最終滑坡變形得到快速、有效控制。張力等［15］結(jié)合現(xiàn)場試驗與數(shù)值模擬，研究了自身參數(shù)對結(jié)構(gòu)性能的影響，并提出參數(shù)優(yōu)化設(shè)計：在樁間距和排間距為3D～7D（D為微型樁直徑）、錨固長度為1/3～1/2個樁長情況下，樁體加固作用最明顯。馮忠居等［16］基于多種評價指標，對比分析了不同路基邊坡處治技術(shù)方案，指出抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案治理成本低、施工難度小、治理效果好。

然而，微型樁+樁頂連系梁復(fù)合支護形式在營運高速公路深厚軟基滑移病害處治中還未得到充分開發(fā)。本文以格魯吉亞E60高速公路為依托，基于路面開裂現(xiàn)象、路基邊坡不均勻沉降及滑移失穩(wěn)病害，提出帶連系梁式微型樁復(fù)合結(jié)構(gòu)處治病害方法。通過現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果分析病害發(fā)生原因，并與FLAC3D實際工程分析模型相互驗證，為此提出微型樁復(fù)合結(jié)構(gòu)處治技術(shù)方案，同時探究影響處治效果的因素，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)自身參數(shù)，最終處治效果達到最優(yōu)。

1 工程概況

中交二公局國際公司承擔(dān)的格魯吉亞E60高速公路Ubisa-Shorapani（F3）是中國“一帶一路”重點項目，連接首都第比利斯到港口城市巴統(tǒng)，貫穿格魯吉亞東西部，是連接亞歐交通干線的重要路段。F3標段線路全長13.05 km，雙向四車道，設(shè)計時速為100 km/h，地形以山區(qū)為主，全線橋隧比76.7%。2019年，K6+282—K13+050標段原E60公路右側(cè)路面出現(xiàn)裂縫，據(jù)地質(zhì)勘察報告，該標段路堤填土較深，其厚度為6.1～8.2 m，軟土厚度最大處達7.2 m。上層為瀝青面層，其中包含砂、石子、瀝青混凝土，厚0.8 m；下層人工填土為黃褐色，水分較大，表面光滑細膩，厚7.0 m。自然地層為：首層是粉土，黃褐色，土質(zhì)均勻，黏性較好，含有少許粉砂，厚2.8～5.1 m；第二層是粉質(zhì)黏土，黃褐色，軟塑狀，含有粉砂、云母、卵石，厚3.4～5.5 m；末層是淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰黑色，流塑狀，厚3.1～3.5 m，含有8.2%～40.2%有機質(zhì)。

2 路基邊坡沉降滑移監(jiān)測

2019年，K6+282—K13+050標段原E60公路右側(cè)路面出現(xiàn)裂縫，左側(cè)路肩處土體豎向位移不均勻，路基存在差異沉降，同時坡角處水平位移過大，邊坡存在側(cè)向滑移趨勢。監(jiān)測位置如圖1所示，左側(cè)路肩監(jiān)測點CX-C-1—CX-C-4處地表沉降值及坡腳監(jiān)測點CX-Z-1處水平位移歷時曲線如圖2所示。由圖2可知，地表沉降變化速率雖逐漸減小，但仍有繼續(xù)增大趨勢，地表沉降最大值達到22.0 mm，差異值最大達6.5 mm，已嚴重影響行車安全性及舒適性［17］。坡腳處最大水平位移約100.0 mm，最大變形速率達到6.8 mm/月，路基邊坡存在深層滑移失穩(wěn)危險。

對K6+282—K13+050標段路基進行鉆孔壓水試驗及邊坡巖性勘探。結(jié)果表明：自上而下各土層的飽和滲透系數(shù)隨深度的增加而減小，地下淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層孔隙比高達2.1，含水量大，且該層滲透率低、壓縮性大；邊坡巖性以砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r與泥灰?guī)r為主，同時由表及里，巖體風(fēng)化程度逐漸下降，力學(xué)指標逐漸加強，坡體應(yīng)力環(huán)境發(fā)生多方面變化。

3 路基邊坡沉降滑移機理分析

3.1 模型建立及參數(shù)

利用軟件FLAC3D對K6+282—K13+050標段

建立三維數(shù)值分析模型。路基填土高度7 m，頂面寬32 m，坡率為1.0∶1.5，地基厚32 m。由于路基左側(cè)發(fā)生滑移，所以取路基中心偏左16 m的區(qū)域進行分析?？紤]邊界效應(yīng)影響，模型寬30 m，橫斷面土體深度取37 m，縱斷面方向取8 m。該路堤幾何模型是在高精度網(wǎng)格劃分Rhino軟件生成，通過接口程序?qū)隖LAC3D前處理窗口，模型網(wǎng)格由四面體與六面體構(gòu)成，在路基及邊坡軟弱處加密網(wǎng)格，共有26 819個單元、405 688個節(jié)點。除淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土采用軟土模型，其余巖土體均用Mohr-Coulomb理想彈塑性模型。土體力學(xué)參數(shù)見表1。采用多步施工模擬方法，在只施加重力荷載情況下進行彈塑性計算，平衡后位移清零，生成初始地應(yīng)力。之后頂面施加18 kPa均布荷載，采用固結(jié)計算方法對通車狀態(tài)下路基變形進行計算，同時用塑性計算方法對上述監(jiān)測點對應(yīng)位置處地表進行彈塑性變形分析。數(shù)值模型如圖3所示。

3.2 病害機理

3.2.1 路基不均勻沉降機理

左側(cè)路肩監(jiān)測點地表沉降隨時間變化曲線如圖4所示。由圖4可知，4個監(jiān)測點地表沉降量隨時間的增大而增大，最大值分別為17、20、22、23 mm。其中監(jiān)測點CX-C-4處地表的最終沉降量最大，為23 mm，左側(cè)路基地表已產(chǎn)生較大沉降，且各監(jiān)測點沉降不均勻。

由圖4與圖2（a）對比可知，各監(jiān)測點地表沉降隨時間變化規(guī)律基本一致，均在監(jiān)測點CX-C-4處取得最大沉降值，兩圖曲線縱坐標值誤差僅為2.25%～4.78%，處于允許范圍內(nèi)。

根據(jù)上述分析可知，路基發(fā)生不均勻沉降的原因為：雨水避開滲透阻力較大的坡面淺層巖體，通過路基上部下滲到深處淤泥層，淤泥層滲透率又極低，無法及時將雨水排出。同時，當(dāng)?shù)亟涤炅糠浅ＸS富，下層土體不斷受到上部雨水滲透補給，導(dǎo)致大量雨水滯留在淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層中，隨著地下水壓力不斷加大，最終導(dǎo)致土體淤泥質(zhì)、軟化程度嚴重，固結(jié)與次固結(jié)歷時長，路基整體屈服強度下降，在外荷載影響下應(yīng)力發(fā)生重分布，形成不規(guī)律破壞面，路面產(chǎn)生不均勻沉降；在溫度及交通荷載反復(fù)作用下，水分充分滲入人工填筑層中集料結(jié)合部位，導(dǎo)致土體顆粒分子間黏聚力下降，路基承載力降低，基層強度不足、不平整，土體夾層不穩(wěn)定，進一步加快了路基發(fā)生不均勻沉降的進程。

3.2.2 邊坡滑移機理

不同時間狀態(tài)下，坡腳監(jiān)測點CX-Z-1處水平位移曲線如圖5所示。由圖5可知，不同深度處土體水平位移增長率隨時間變化而不同，且地表以下5～10 m范圍內(nèi)土體變形較為明顯，水平位移已超過安全穩(wěn)定值（73 mm），易發(fā)生邊坡滑移病害。由圖5與圖2（b）對比可知，不同時間狀態(tài)下土體水平位移變化規(guī)律較為一致，數(shù)值誤差為3.25%～5.78%，但仍處于合理控制范圍內(nèi)。

邊坡發(fā)生滑移失穩(wěn)的主要原因為：邊坡表面巖體風(fēng)化強烈，表層殘坡積層結(jié)構(gòu)松散及節(jié)理裂隙發(fā)育，這給雨水提供了便捷通道，促使雨水滲入層間透水層及斷裂帶。泥質(zhì)灰?guī)r質(zhì)地軟弱，可壓縮性大，遇水易膨脹軟化，使整個巖體物理力學(xué)指標大幅度降低，邊坡易發(fā)生局部剪切破壞及滑移失穩(wěn)；在強降雨條件下，滑動面處的土體含水量增大，逐漸趨于飽和狀態(tài)，再加上孔隙水壓力的“水楔作用”，使得巖土體內(nèi)摩擦角和抗剪強度降低，推動巖體產(chǎn)生塑性變形，進而邊坡發(fā)生滑移失穩(wěn)破壞。

同時，本文數(shù)值模擬結(jié)果與病害實際發(fā)生情況較為吻合，土體變形誤差較小，采用的數(shù)值分析方法具有可行性及準確性，能較好地探究病害發(fā)生原因且有助于制定合理的措施對其進行處治優(yōu)化。

4 微型樁復(fù)合加固方案及優(yōu)化

4.1 方案設(shè)計

目前，針對該類病害的處治方案中，采用較多的有高壓旋噴樁、鋼花管注漿、CFG樁、微型樁?？紤]原E60高速公路為格魯吉亞主干道，車流量為8 000次/d，施工既不能影響正常運營通行狀態(tài)，也不能對淤泥層產(chǎn)生更大擾動，因此高壓旋噴樁、管樁、CFG樁均不適用。淤泥含水率高，透水率、抗剪強度低，若采用注漿法，不免會增加淤泥層水量或擾動土體，降低土體整體強度，所以鋼花管注漿也不適用。普通抗滑樁雖設(shè)計理論成熟，施工應(yīng)用廣泛，但施工周期長、成本高、場地要求苛刻，而微型樁操作方便、施工擾動影響小、抗滑承載力強、質(zhì)量易控制，因此，采用微型樁進行復(fù)合加固。

經(jīng)工程穩(wěn)定性驗算及根據(jù)樁體設(shè)計規(guī)范，初擬采用11.0～15.6 m不等樁長、樁徑為220 mm的微型樁，縱橫向布置6排，樁排距均為1 m，并施作混凝土連系梁。每根樁體施加5束7根Φ150 mm鉆孔的鋼絞線錨索，同時表面掛規(guī)格為6.5@200 mm×200 mm鋼筋網(wǎng)并噴射厚度150 mm的C20混凝土。在數(shù)值模擬過程中，微型樁采用無破壞極限的線彈性Beam單元，連系梁采用具有良好剪切屈服能力的Pile單元，注漿加固區(qū)為實體單元，各結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能參數(shù)見表2。

4.2 影響因素分析

ZIENKIEWIC O C等［18］利用強度折減法對邊坡穩(wěn)定性進行有效分析之后，該方法迅速被廣泛應(yīng)用于巖土界。目前，從分析模型臨界失穩(wěn)狀態(tài)到根據(jù)土體失穩(wěn)破壞判據(jù)最終求得安全系數(shù)，強度折減法已應(yīng)用到數(shù)值模擬中。該方法基本原理是，通過不斷增大折減系數(shù)Fr，將巖土體本構(gòu)中抗剪強度參數(shù)進行折減，直至模型處于臨界破壞狀態(tài)，此時折減系數(shù)即為最小安全穩(wěn)定系數(shù)Fs。依據(jù)摩爾-庫倫準則，土體抗剪強度為：

τ=c+tanφ。（1）

式中：τ為剪應(yīng)力；c為黏聚力；φ為內(nèi)摩擦角。

強度折減系數(shù)Fr將黏聚力c與內(nèi)摩擦角φ統(tǒng)一折減，即：

cm=c/Fr；（2）

φm=arctantanφ/Fr。（3）

式中：cm、φm分別為臨近狀態(tài)時的黏聚力與內(nèi)摩擦角；Fr為最小安全穩(wěn)定系數(shù)。

基于上述折減強度理論，在原有設(shè)計基礎(chǔ)之上，模擬對比分析不同加固位置、樁徑大小、連系梁形式下的安全穩(wěn)定系數(shù)、坡腳處土體水平位移及樁身內(nèi)力，進而分析組合結(jié)構(gòu)參數(shù)對處治效果的影響，從而選出最優(yōu)參數(shù)。

4.2.1 加固區(qū)位置及樁體傾角影響

保證樁土參數(shù)不變，通過改變Lx（加固區(qū)首排樁體距坡頂距離）和樁體傾角（樁體相對豎直加固時的偏轉(zhuǎn)方向與邊坡滑體方向相反時為正方向，相同為負方向，且規(guī)定豎直樁傾角為0°），分析不同加固區(qū)位置、不同樁體傾角情況下路基邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)及樁體彎矩變化規(guī)律，以此探究該因素對處治效果的影響，加固區(qū)位置及工況如圖6所示。

不同加固區(qū)位置及樁體傾角下邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)如圖7所示。由圖7可知，隨樁體傾角增大，不同加固區(qū)位置下邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，但整體變化均在0.10～0.21范圍內(nèi)。當(dāng)加固區(qū)處于Lx=2 m位置時，其不同樁體傾角下的邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)明顯大于其他情況下的，且樁體傾角為15°時邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)最大，為1.542，該情況下微型樁處治效果最好。

加固區(qū)位置Lx=2 m時，不同傾角下的樁體彎矩如圖8所示。由圖8可知，曲線呈“S”形，彎矩在傾角為-30°時最小，30°時最大。傾角為-30°時，樁體承擔(dān)推力較小，并未能完全發(fā)揮處治作用，造成材料浪費。傾角為30°時，樁體彎矩接近抗彎峰值，易發(fā)生折損。而且，傾角為-30°與30°時，在工程實際中施工較為困難，不易實現(xiàn)。而傾角為15°時，樁體處于極限抗彎強度安全范圍內(nèi)，抗滑能力發(fā)揮充分。因此，加固區(qū)位置Lx=2 m、樁體傾角15°為最佳處治措施參數(shù)。

4.2.2 樁徑影響

加固區(qū)位置Lx=2 m、樁徑200～300 mm時，邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)如圖9所示。由圖9可知，安全穩(wěn)定系數(shù)隨樁徑的增大呈正相關(guān)變化，其值在1.48～1.59范圍內(nèi)，最大差值約0.10。

樁體內(nèi)力對樁土整體穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響，因此選取樁徑需要考慮樁體內(nèi)力變化，不同樁徑下最大彎矩及軸力值見表3。

由表3可知，樁徑越大，彎矩及軸力值越大?，F(xiàn)采用“百分率”優(yōu)化法［19］，將不同樁徑下樁體最大彎矩及軸力下降量換算成百分率，并將其繪制于同一坐標系中，兩曲線交點的橫坐標即為最優(yōu)樁徑尺寸，百分率優(yōu)化圖如圖10所示。

在工程實際中，隨著樁徑的增大，樁截面、抗彎剛度、樁土接觸面積都隨之增大，而樁徑過大也必將提高施工成本。由圖10可知，樁徑為240 mm時單樁軸力、彎矩的變化率相同，此時安全穩(wěn)定系數(shù)遠大于最小安全穩(wěn)定系數(shù)，該情況下樁土受力情況最優(yōu)、抗滑效果突出，因此選取240 mm為最優(yōu)樁徑。

4.2.3 連系梁形式影響

連系梁形式對樁體水平位移及抗滑效果影響較大，因此取工程實際中幾種較為常用形式進行分析。不同連系梁形式結(jié)構(gòu)示意圖及安全穩(wěn)定系數(shù)分別如圖11、12所示。不同連系梁形式下樁體彎矩及位移如圖13所示。

由圖12可知，設(shè)置連系梁復(fù)合支護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定系數(shù)相較于無連系梁支護情況時的大，頂板式連系梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定系數(shù)最高。由圖13可知，頂板式連系梁情況下樁體彎矩大、位移小，說明頂板式連系梁改變了樁體受力狀態(tài)及力學(xué)性能，使其承受滑坡推力大，抗彎剛度增強，抗滑效果發(fā)揮充分，同時證明頂板式為本文所采用的最佳連系梁形式。

4.3 方案優(yōu)化

敏感性分析是一種研究自變量與因變量之間相互影響程度的方法，在重點估算主要影響因素對全局輸出重要性的同時淡化其他因素，減少計算步驟，降低工作量，同時也是一種高效、實用、經(jīng)濟的分析方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的敏感度［20］，可由路基深層土體水平位移與結(jié)構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)變化率的比值來判別。假定y為深層土體水平或其他位移控制參數(shù)，xi為加固區(qū)位置、樁徑尺寸、連系梁形式等支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，則兩者關(guān)系為：

y=f（x1，x2，…，xn）。（4）

則第i個支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的敏感度Si為：

Si=yΔxi+xixi。（5）

式中：xi為某基準狀態(tài)下第i個支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

輸入值；y為xi基準狀態(tài)下控制參數(shù)輸出值；Δxi為第i個支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)xi的變動幅值。

實際上，曲線y=SiΔxi+xixi的斜率為第i個參數(shù)的敏感度Si，其大小表示y對x的敏感程度。

取監(jiān)測點CX-C-1處土體水平位移為關(guān)鍵評判指標，分析其隨加固區(qū)位置及樁體傾角、樁徑尺寸、連系梁形式參數(shù)變化的敏感性，其敏感性曲線如圖14所示。從圖14曲線斜率的絕對值大小可看出，深層土體水平位移對加固區(qū)位置及樁體傾角最為敏感，對連系梁形式的敏感度次之，對樁徑尺寸的敏感度最低。

由上述分析可知：適當(dāng)?shù)募庸虆^(qū)位置及樁體傾角可顯著減小深層土體水平位移；適宜的連系梁形式可較大程度地減小樁體位移；樁徑增大雖可增加樁體抗彎能力，但對深層土體水平位移影響程度較小，且鋼材消耗量及工作量大，成本過高。因此，在同時考慮穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、便利性等多種因素下，優(yōu)化方案見表4。

5 加固實施效果

5.1 模擬加固效果分析

采用優(yōu)化方案對軟基滑移病害處治的效果如圖15所示。由圖15可知：處治前，路基左側(cè)與邊坡產(chǎn)生貫通滑動面及不均勻沉降；施加微型樁支護后，貫通滑動面消失，坡腳處最大水平位移僅為11.3 mm，增量為2.9 mm，路基左側(cè)最大沉降為8.7 mm，增量僅為1.2 mm，均處于合理范圍。這證明該支護方案理論可行，雖部分路面出現(xiàn)少量位移增量，這是由土體自重而引起的合理沉降，且數(shù)值較小，不影響整體穩(wěn)定性。

5.2 實際加固效果分析

圖16為實際施行優(yōu)化設(shè)計方案后監(jiān)測點處土體的變形情況。從圖16（a）可明顯看出，處治后土體水平位移相比未處治前約減小88.0 mm，減幅為89.1%。從圖16（b）可看出，隨著時間的推移，加固后各測點土體沉降趨于平穩(wěn)，沉降最大值僅為7.9 mm，相比未處治前約減小12.1 mm，減幅為60.5%，對整體路面平整度影響甚微。

實際處治效果與數(shù)值模擬結(jié)果相似度較高，由此可見，優(yōu)化加固措施能有效阻礙邊坡出現(xiàn)滑移失穩(wěn)，較大程度地避免路基發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，圖17為現(xiàn)場施工情況。

6 結(jié)論

1）依托格魯吉亞E60高速公路項目，經(jīng)現(xiàn)場實測與有限元模擬來探究和論證軟弱路基邊坡沉降與滑移問題，提出帶連系梁式微型樁聯(lián)合處治方案，并對結(jié)構(gòu)自身參數(shù)進行敏感性優(yōu)化設(shè)計，最終達到最優(yōu)處治效果，同時也表明應(yīng)用帶連系梁式微型樁技術(shù)處治深厚軟基滑移病害較為實用。

2）路基邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)隨Lx逐增且呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在Lx=2 m且樁體傾角為15°時，

樁體彎矩較大、抗滑效果明顯，安全穩(wěn)定系數(shù)最大，為1.542。不同樁徑下的安全穩(wěn)定系數(shù)值差異較小，最大差值僅為0.1。頂板式連系梁不僅能均勻分配荷載，減少樁身所受滑坡推力，還能增加樁體抗彎及約束位移的作用。

3）深層土體水平位移對加固區(qū)位置及樁體傾角最為敏感，對連系梁形式的敏感度次之，對樁徑尺寸的敏感度最低。

4）優(yōu)化設(shè)計后，坡腳土體最大水平位移為10.8 mm，相比未處治前約減小88.0 mm，減幅為89.1%；路基左側(cè)地表最大沉降量僅為7.9 mm，相比未處治前約減小12.1 mm，減幅為60.5%；隨時間的增長，土體沉降逐漸趨于均勻且穩(wěn)定。

參 考 文 獻

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（編輯：喬翠平）