路堤病害分析及处治
路堤病害应依据路堤的填料性质、使用养护情况、地表水和地下水的影响程度,裂缝特征等方面分析病害的性质是属于沉降病害还是失稳病害,即判断病害的性质是路堤病害处治的关键步骤。否则,感冒看成拉肚子,下再重的药也是徒劳,甚至还会加重病害。
失稳特征的路堤病害应依据裂缝位置,以圆弧搜索边界进行必要的限定,其计算的下滑力应与既有支挡工程的病害特征、抗滑能力进行校核,防止下滑力计算过大或过小。
病害处治工程宜在考虑路堤整体与局部稳定性的基础上,尽量布置于坡体下部滑面较浅的部位,从而有效减小工程规模和方便现场施工。且工程不到万不得已,尽量不要布置于高速公路的路面部位,以期尽量减小对公路正常运营的影响。
案例:
某路堤高约13m,利用泥岩采用稳定坡率填筑,坡脚采用3~5m高的挡墙进行支挡。通车4年左右后,在距外侧路肩约4.5m的部位出现长约70m的贯通性裂缝,且在两端呈现弯曲于路堤,裂缝宽约5cm以上,且在降雨后发展较快,坡脚挡墙疏通后的泄水孔存在渗水现象,挡墙出现结构抗剪不足的水平错缝和抗滑力不足的挡墙外移,威胁着高速公路的安全。
该段路堤病害在路面部位表现为圈椅状特征,且后缘裂缝呈现明显的错台,这是典型的路堤失稳病害特征。
从现场看,路堤变形主要系内侧路堑边坡汇水沿陡倾原地面渗流,导致泥岩填料性质变差而发生沿圆弧状的潜在滑动面失稳的病害。因此,病害的处治应从地表水截排、地下水疏排和提高路堤抗滑能力方面着手。
基于此,考虑到坡脚部位系潜在滑面出露部位,为地下水的渗出点,且坡脚挡墙结构抗剪能力不足和挡墙抗滑能力欠佳。故可将支挡加固工程和地下水疏排工程布置于坡脚挡墙与下部一级边坡,从而利用滑面较浅的特点减小工程规模,也方便现场工程施作,以及在路面部位设置支挡加固工程时影响高速公路运营的弊端。
其次,考虑到地下水主要来源于内侧路堑汇水,故可在边沟下部设置截水盲沟,有效防止地表水渗入路堤,从而截断地下水的来源。
综上,依据裂缝路面滑坡后缘裂缝和前缘挡墙裂缝控制,利用圆弧搜索法进行坡体下滑力计算,并结合路堤挡墙结构抗剪能力、挡墙抗滑力大小对圆弧搜索法所计算的下滑力进行校核基础上,该段病害的主要工程布置如下:
1、首先在路基内侧边沟下部设置深2m,基底位于原地面以下0.5m的截水盲沟,截排地表汇水。
2、其次,在坡脚挡墙和一级边坡部位各设置2排、分别长12~15m的锚杆,对挡墙与路堤进行加固支挡,确保路堤的稳定性满足规范的安全系数要求。且考虑到坡面上没有其它变形迹象,故可不对上部的二级边坡进行处治。
3、再次,在坡脚挡墙下部设置长约20m,上倾约6°的仰斜排水孔,利用设置于其中的软式透水管有效对地下水进行疏排,促进坡体固结和降低坡体水压力。
4、最后,对破损路堤进行适当的翻挖或洗刨进行处理。
图5 建议采用的处治方案断面图
该方案对引起路堤变形的地表水和地下水进行了有效处治,利用坡脚设置的锚杆工程对坡体的稳定性进行有效提高,且坡脚设置工程施工便捷,工程规模小,也避免了在高速公路路面部位设置支挡加固工程时对运营的影响。