顺倾陡坡路堑病害分析与处治

对于使用多年的既有路堑边坡变形,一定要依据既有工程、植物生长形态,边坡变形特征等仔细的分析其变形的主因,从而为针对性的工程处治提供依据。切忌将一切边坡上出现的变形都归结为坡体失稳,从而导致处治方案的偏颇或工程费用的急剧上升。

某高速公路使用近二十余年,在日常养护的过程中发现:

一 、坡体病害特征

该段边坡原工程措施为采用1:0.75的坡率设置后,各级边坡采用浆砌片石护坡进行防护,坡脚设置3m高脚墙。坡面喜水植被茂盛,一级平台上乔木高大粗壮。堑顶后部为反坡,种植了大量经济作物。

1、+000~+050段

1)+030~+050段的坡脚高3m的脚墙在出现鼓胀,墙后一级边坡的坡面浆砌片石护坡出现剪出口和贯通的侧界裂缝,一级平台出现圈椅状后缘,并下错约15cm,裂缝张开约20cm,形成了体积约3000方的滑塌体。
图1 发育于一级平台的圈椅状裂缝
图2 一级平台拉张裂隙
图3 一级边坡护坡出现剪出口
图4 路堑坡脚挡墙局部出现鼓胀
2)二级边坡浆砌片石护坡出现砂浆勾面的爆皮现象。
图5 坡面护坡的爆皮现象
3)堑顶截水沟局部没有采用砂浆封底而形成坑槽,导致坡后村道的大量汇水经截水沟排泄时由此渗入坡体。
图6 堑顶截水沟中的局部坑槽渗水点

2、+050~+100段、+110~+130段

这两段一级平台设置的抗滑桩稳定性良好,坡体没有变形迹象,只是桩后二级边坡浆砌片石护坡出现砂浆勾面的爆皮现象。
图7 设置于部分一级平台的抗滑桩
3、+100~+110段
该段为一上跨高速公路的石拱桥,目前没有变形迹象,但桥台部位存在渗水现象,系后部村道渗水所致。

图8 拱桥脚部渗水

4、+110~+130段

1)坡脚高3m的脚墙和路基边沟出现不规则开裂,系挡墙顶部平台的乔木形成的植物根劈作用所致,而非坡体变形所致。尤其是该段一级平台设置的抗滑桩稳定性良好,就更能说明此变形原因。
图9 植物根劈造成挡墙开裂
2)二级边坡浆砌片石护坡出现砂浆勾面的爆皮现象。

二、病害原因分析

1、从现象病害现象来看,该段坡体发生变形的主要原因是堑顶截水沟引排村道大量的地表汇水时存在下渗所致,从而导致坡体发生局部滑塌和浆砌片石护坡砂浆勾面爆皮。

图10 堑顶村道汇水进入截水沟的部位

2、坡体为砂泥岩构成,竖向节理裂隙发育,坡体由于受到背斜影响而产状由小里程的45°向大里程的5°逐渐过渡。在地表水渗入后,在小里程侧的导致一级边坡沿45°的层面产状,与1:0.75的坡面形成的临空面共同形成了体积约3000方的滑塌。且由于顺层存在多个滑动面,故造成坡脚挡墙与一级边坡开裂严重。

3、坡面浆砌片石护坡砂浆勾面爆皮主要系自然风化、地表水挤压形成,并非边坡变形所致。

4、大里程侧坡脚挡墙与路基边沟的不规则开裂系乔木的根劈作用所致,并非边坡变形所致。

图11 植物根劈造成挡墙与边沟变形

5、跨越高速公路的石拱桥部位边坡没有设置加固工程,但拱桥没有变形的主要原因是该部位岩体产状近水平。

三、处治方案

1、应急方案

1)在+030~+050段的坡脚高3m的脚墙鼓胀严重部位设置高3m、体积约500方的反压体,有效防止3000方的滑塌体发生大的滑动而影响交通安全。并应在反压前做好边沟的排水通道,防止降雨时反压体进水。

2)挡墙上部一级边坡变形相对较小,故反压体可暂不压至该标高,从而节约工程造价。

2、永久处治方案

1)在+000~+050段的一级边坡的护坡与坡脚挡墙部位设置锚杆框架,对滑塌体进行加固。

2)对+050~+100段、+110~+130段一级平台存在抗滑桩段的边坡,可不对一级边坡进行工程防护。

3)+100~+110段的拱桥所在一级边坡,考虑到拱桥的重要性,可对一级边坡设置锚杆框架进行预加固,有效提高拱桥脚部边坡的稳定。

4)+110~+130段植物根劈段,考虑到环保因素可不对乔木进行砍伐,但可在一级国皮肤好车设置锚杆框架进行加固,并修复由于植物根劈作用损坏的路基边沟。

5)由于该段未变形段边坡高约30m,且存在跨度较大的拱桥,以及坡面多有浆砌片石护坡砂浆勾面爆皮现象,故可采用锚杆框架进行预加固。这对于花费很小成本的情况下是值得对其进行预加固的。

6)对堑顶的截水沟采用钢筋混凝土或采用钢波纹管进行修复,从而防止地表水大量下渗造成边坡的长期稳定性存在不利影响。

7)由于坡体地下水较丰富,故在坡脚挡墙下部设置长度不小于15m的仰斜排水孔对地下水进行疏排。

以上工程处治方案,在对边坡不同部位的变形的原因合理分析的基础上,结合拱桥的重要性、边坡较高的实际情况,采用性价比较高的锚杆工程对边坡进行了加固与预加固,并对地下水和地表水进行了有效的疏排。不但工程费用相对较低,且工程施作方便,对交通量颇大的高速公路影响也相对较小,是一个相对较好的方案,可结合工程监测进行边坡病害的处治。

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