路堤病害分析与处治
某低等级公路下伏自然边坡较陡,地表覆盖层为深厚的崩坡积碎石土,下伏,其下为砂泥岩互层,道路修建时在斜坡中部半填半挖后形成路基。
路基运行多年后,在路基进行必要的加宽后,雨季期间路基发生了后缘位于路基中线附近的滑坡。滑坡后缘圈椅状地貌明显,路基下错约2m以上,并造成下部约20m的部位发生鼓胀。
图1 路堤滑坡后缘圈椅状下错图
图2 路堤变形断面图
滑坡发生后,技术人员经分析计算后拟在外侧路肩部位设置长19m、桩径为2.5m,间距为4m的旋挖圆形抗滑桩进行加固,工程费用约A万元,工期约为B月。
图3 拟采用抗滑桩处治的原方案工程地质断面图
从病害原因看,路基发生病害主要是由于降雨形成的地表汇水,通过路基内侧的边沟依附于人工填土与原状的崩坡积碎石土界面渗流进入路堤,导致路基发生滑坡。滑面为依附于最大剪应力面的同生近圆弧面,且由于堆积体碎石含量较高,故滑面曲线半径较大。滑坡后缘为路基近中线位置,前缘为路基前部约20m的鼓胀部位。
考虑到滑体厚度约为3.5m,滑坡的下滑力有限,约为300KN/m,故不建议采用工程费用偏高的圆形抗滑桩进行加固,而宜采用轻型支挡工程+适当清方+截排水为主的工程进行处治。基于此,建议分别采用如下方案进行处治:
1、轻型微型桩挡墙方案
1)自滑坡后缘部位的后壁采用台阶状开挖,对形成滑坡的路基进行必要的清方,从而消除滑坡的下滑力,确保剩余滑坡体的稳定度满足规范要求。
2)在路路基标高约7m部位清方形成的宽平台处,设置轻型微型桩挡墙对回填路堤形成土压力或下滑力两者之间的最大值进行支挡,恢复公路路基。其中土压力仅考虑新回填路基有限范围内的土压力,下滑力计算滑面为开挖台阶形成的陡斜坡面。
3)轻型微型桩挡墙体系中的下部微型桩采用Φ140mm,壁厚8mm,长10m的无缝钢管制作,其纵向间距为2.0m,横向间距1.2m,对整体轻型微型桩挡墙体系的抗滑、抗倾覆、抗剪和承载力起主要作用。支挡体系上部的挡墙高8m,墙顶宽80cm,底宽1.8m,对微型桩起联接作用,并对体系的抗滑、抗倾覆和抗剪起辅助作用。
4)对路基内侧边沟进行修复,并在其下设置截水盲沟进一步加强地表水和地下水的截排。
该方案可采用小型潜孔钻机快速施作,施工方便快捷,特别适合低等级公路的病害处治,工程造价约为0.5A 万元,工期为0.8B 月。
图5 建议优化的轻型微型桩挡墙方案
2、轻型微型桩挡墙方案
1)自滑坡后缘部位的后壁采用台阶状开挖,对形成滑坡的路基进行必要的清方,从而消除滑坡的下滑力,确保剩余滑坡体的稳定度满足规范要求。
2)在路路基标高约5.5m部位开挖形成2m的平台部位设置泡沫轻质土进行路基恢复。
由于泡沫轻质土重量轻,对清方后的剩余滑体形成的附加作用可以基本忽略。因此,在清方台阶处竖向设置3排纵向间距为2.0m,管径Φ60mm,壁厚4mm,长6m的无缝钢管对泡沫轻质土的稳定性和下部碎石土进行必要加固。
3)对路基内侧边沟进行修复,并在其下设置截水盲沟进一步加强地表水和地下水的截排。
该方案施工简单快捷,特别适合低等级公路的病害处治,加之泡沫轻质土单价约为220~320元/方,故工程造价约为0.3A 万元,工期为0.2B 月。
图5 建议优化的轻型泡沫轻质土方案