富水路堤滑坡处治
富水路堤滑坡处治
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博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家,四川省交通运输专业人才教育专家
路基工程在一定程度上来说,就是一部与水斗争的历史。一旦路基排水工程欠缺,或早或晚均可能会造成低填浅挖路基、高填深挖、普通路堤路堑边坡发生病害。因此,路基工程应将地表水与地下水的截、疏、排工程措施放在首位,只要水的作用处治得当,不但能有效确保工程的长治久安,也可有大幅减小工程的处治规模。
对于填方路堤,尤其是存在地下水安全隐患的填方路堤,应时刻树立排水工程优先的理念,积极将排水工程设置于原地面、沟谷,有效降低或防止地下水位上升影响路堤安全,只有这样,方能确保路堤工程的安全。
某公路路堤填方高约22m,采用1:1.5~1:2稳定坡率填方,设置圈椅状凹槽状地貌中,坡体下伏硬塑状Q2粉质粘土,地层中局部有钙结核分布。坡体自然坡度较陡,前缘为暴雨时有河水流经的顶冲地段。 在填筑过程中, 圈椅状凹槽状 中 多有地下水渗出,故在填方体中设置了排水盲沟。
图1 路堤填方断面示意图
工程完工使用一年后,由于区内持续性特大暴雨作用,导致以 圈椅状凹槽状 为边界,路堤发生了宽约80m,主轴长约80m,体积约6万方的填方滑坡。造成路堤向前滑移约15m,导致下部河流阶地隆起高约3m,树木呈醉汉林状。路面所在的滑坡后缘下沉约5m。
图2 路堤滑坡全貌
图3 滑坡前缘醉汉林
图3 路堤滑坡后缘
图4 暴雨后路堤坡脚渗水
从现场看,该路堤滑坡的发生主要有以下几个因素:
1、路堤后部为宽约黄土塬,汇水面积大,造成地下水从塬边的岸坡临空面渗流,导致原岸坡发生滑坡而形成了圈椅状。而圈椅状地貌进一步加剧了地下水从该部位渗流的程度,从而为工程安全埋下了隐患。
2、路堤填方时没有在原地面渗水点设置排水盲沟,虽然在填方3m后补设了排水盲沟,但造成排水工程下部的填方体在地下水的长期作用下发生强度衰减而不断降低了路堤的稳定性。
3、填方下伏自然坡度较陡,本段路堤属于典型的高填、陡坡的特殊路堤,上部填方极易依附于较陡的原地面线发生滑动变形。
4、持续性的特大暴雨造成区内地下水位快速上升,加速了滑坡的发生时间,加大了滑坡规模,直接造成路堤滑坡的发生。
该段路堤滑坡病害处治时,应考虑以下主要几个方面的要素:
1、高速公路车流量较大,处治方案应尽量减少施工对交通的影响,应尽量压缩工期,早日完成工程病害处治。
2、应尽量减小对路堤前部河流的正常行洪影响,防止河流在暴雨时顶冲而冲刷岸坡,影响路堤的安全。
3、处治方案应安全、经济。
基于此,如果对该段路堤采用反压为主的工程措施,虽然施工速度较快而工期较短,但存在如下问题:
1、 反压 工程 施作前需 进行 河流改道, 并 报 送相关主管部门 审批 ,造成处治正式施工时间点较晚。
2、反压体下部为厚约3~4m的河流阶地软基,需优先对其进行挖石挤淤或换填进行处治,且 反压所需的 1万方 填料需 从外界沿高速公路 借运,且 需转 运至坡脚 。
3、反压工程完工后,需对下错5m的路堤进行回填,并需注意新填路堤与既有路堤之间的差异沉降。
4、反压+回填方案工程造价相对较高,行车干扰较大。
故需考虑其它方案进行滑坡处治,以避免反压+回填方案的不利因素,决定采用卸载+泡沫轻质土+截排水的处治方案。
1、在滑坡后缘进行卸载,将弃方转运至相邻场地堆放,从而有效减小滑坡的下滑力,提高滑坡体的稳定性。
2、在坡脚渗水部位设置长约20m的仰斜排水孔,对残余路堤下部的地下水进行疏排。
3、在路肩部位设置泡沫轻质土进行路基恢复,共需方量约5000方,可快速的短时间内完成公路交通恢复。
4、该方案工程造价相对较低,施工速度快,与外界的干扰较少,是一个相对较优的方案。经采纳后在短暂的一个月左右时间就完成了工程实施,有效降低了高速的行车干扰,工程取得了良好的效果。
图6 建议采用的工程处治示意图
图7 最终采用的泡沫轻质土方案
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