某富水软弱杂填土边坡与路基处治方案探讨(假日专题)

对于由富水工业废弃物、渣体等形成的软弱杂填土,应在查明其成份的基础上,合理确定杂填土的物理力学参数,加强坡体地下水的疏排和路基软弱地基的处治方案。
一、基本情况
某场地上覆堆积时间约18年,厚约10~22m的杂填土,杂填土主要由造纸白泥夹大量的生活垃圾及工业垃圾组成,结构松散,地基容许承载力80KPa。物质成分主要为灰白色的造纸白泥中的碳酸钙,硅酸钙、氢氧化钠、硫化钠、镁、铁、铝化合物等其他化学成分,并混有大量的生活或工业塑料垃圾及建筑垃圾。
拟建公路从杂填土边坡中部挖方通过,路基宽度约34m,设置边坡坡率为1:1.5,边坡高度约15m。由于地勘报告所提交的杂填土粘聚力C=5KPa,内摩擦角Φ=5゜,物理力学参数较低,故技术人员拟对路堑边坡和路基所在的软弱地基拟采用旋喷桩进行处治。
二、处治方案合理性分析
1、从地质资料分析,本次处治对象为路堑边坡和路基软弱地基处治。
2、从杂填土的地基容许承载力为80KPa分析,地质勘察报告所提交的杂填土粘聚力C=5KPa,内摩擦角Φ=5゜明显偏低,如果依据此参数采用旋喷桩进行路堑边坡与路基软弱地基处治,则工程经济性明显偏差。
3、由于工业杂填土中多有腐蚀性成份,不利于钢筋、水泥等材料的应用,因此,采用旋喷桩可能会出现桩体的腐蚀,工程的永久性存在一定的安全隐患。
4、水对路堑边坡的影响极大,因此,对于富水路堑边坡如若采用高压旋喷桩进行处治,则很可能导致堵塞地下水排泄通道,尤其是边坡开挖后形成的临空面进一步会成为地下水的排泄通道的基础上,采用旋喷桩不利于坡体的排水而可能影响坡体的稳定性。也就是说,采用高压旋喷桩进行路堑边坡处治从支挡效果来说是一把“双刃剑”。
5、路基部位挖深约0~15m,且从工程地质断面图中看,大部分路基部位杂填土挖除规模大,只有右侧路肩附近约8m的范围内挖除量小于3m。这就是说,由于经过18年的放置后的杂填土,在大部分路基部位挖除的重量远大于公路荷载,即挖除杂填土后的路基形成的“超固结土”,是完全可以满足公路正常行车需要的。故不建议“满堂彩”式的采用高压旋喷桩对路基进行处治,而只需对右侧路肩附近约8m的范围内的杂填土进行必要的处治即可。
三、处治方案探讨
1、路堑边坡
1)治坡先治水,对于富水路堑边坡,尤其是边坡开挖后形成的临空面进一步会成为地下水的排泄通道,故结合原地面线形态,可采用适应杂填土性质的坡率将路堑边坡进一步放缓坡率至1:1.75(不能再放缓了,再放缓边坡高度增加过快),提高坡体自身的稳定性。此时,设置坡率与原杂填土边坡形成的天然休止角近于平行,故边坡稳定性较好。
在此基础上,采用挖深约2.5m,宽1.5m,间距为4.5m的边坡渗沟对路堑边坡进行处治。渗沟采用硬岩碎块石材料填筑,从而疏排坡体地下水实现对边坡的有效防护。
2)考虑到边坡坡率较缓,坡面汇水面积较大,故结合边坡渗沟形成的骨架,在坡面设置拱形骨架对坡面进行分割,并在种植根系发达灌木种子和草籽进行坡面绿化,防止坡面汇水形成冲刷。

3)各级边坡平台设置上挡式截水沟,有效截排各级边坡汇水,防止流入下级边坡造成冲刷病害。

2、路基处治
在路基边沟下部设置截水盲沟,有效截排坡后来水。并结合路基部位的工程排水,对路基上路堤采用深约1.5m,间距5m左右的纵横向盲沟进行换填处治,并在路床设置80~120cm的碎砾石进行换填处治。
需要注意的是路基右侧路肩附近约8m的范围内的杂填土挖除厚度小于3m,故为确保安全,对右侧路肩10m范围内的杂填土进行整体挖除换填,并与其它部位的纵横向盲沟进行衔接,从而防止出现差异沉降过大的问题。
图1 优化后的工程地质断面图
综上,该优化方案针对性,工程耐久性好,造价低,施工简单,是一个相对较优的方案。
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