淺析高速公路高路堤邊坡加固治理措施

淺析高速公路高路堤邊坡加固治理措施

摘要：本文結合筆者多年工作的實踐經驗，以保持既有高速公路高填方段路堤邊坡的穩定為目的，對高路堤邊坡失穩問題提出了經濟適用的加固方案，以確保路面結構的完好，謹供大家作參考之用。
關鍵詞：高速公路；高路堤；邊坡失穩；加固治理

        1  高路堤邊坡失穩原因分析
        所謂高路堤邊坡的穩定性問題是指在氣候、水文和地質環境因素以及人類活動等的綜合作用下，公路沿線所發生的一系列對公路正常運行產生影響的病害。對于高填方路堤而言，導致路堤頂面、基層和路面縱向開裂的原因是綜合性的，包括對膨脹土高填方路堤的復雜性考慮不夠，分層填土壓實的工藝不夠合理，巖性邊坡處理不當，巖溶發育，再加上外部條件（如施工周期內的降雨和車輛超載等因素）的共同作用，導致了路堤膨脹土的物理力學性能劣化，填土含水量高，壓實度不夠，路堤施工完成后的工后沉降較大，由于包邊土和內部填土沉降不均勻，裂縫首先沿兩種土邊界規則出現，這種裂縫如不及時治理，雨水會大量沿裂縫下滲，進一步造成路基的不均勻沉陷和路基路面對應位置裂縫的發展，進而影響到邊坡的穩定（如邊坡塌滑、崩裂等），危及行車的安全。
        2  高路堤邊坡加固治理措施
        2.1 預應力錨索框架梁聯合加固法概述  ①材料和機械設備選擇。預應力錨索采用直徑中Φ15.4mm高強度、低松弛預應力鋼絞線，強度1860級，要求鋼絞線順直、無損傷、無死彎。鉆孔機械可采用QZ100型潛孔鉆機，建議采用福仁牌自鉆式錨桿可實現鉆孔、注漿、錨固等過程的一體化施工，錨具采用QM15-4型。②主要施工工藝。鉆孔:一級臺階水平鉆孔穿透路基寬度，二級臺階以下按照傾角300斜向鉆孔。在鉆孔前，首先確定錨固孔的孔位和孔距，打入標樁，標明鉆孔編號，孔位偏差不大于100mm。鉆機安裝時直于坡面，傾角偏差不超過2°并確保鉆機的穩固，開鉆前應仔細檢查孔位、孔距和偏角，確�？孜坏恼�確性。鉆孔時采用無水鉆進，鉆進過程中應對每孔的進尺速度、地下水情況及一些特殊情況做現場記錄，如遇塌孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿36小時后方可重新鉆進。鉆孔過程中還應及時測量孔深和傾斜情況，發現傾斜應及時糾正，考慮到沉渣的影響，實際鉆孔深度應比設計長度大0.4m左右，成孔后利用高壓空氣（0.2~0.4MPa）進行清孔。
        錨索制作與安裝:錨索采用4Φ15.4mm高強度、低松弛預應力鋼絞線制作而成，錨固段應除銹、除油污，按照要求綁扎架線環，自由段除銹后，涂抹黃油并立即外套波紋管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封。
        錨索孔注漿：錨索孔內采用425#水泥配置的1:1的M30水泥砂漿，水灰比0.45，砂漿強度不小于300MPa，采用從孔底到孔中的返漿式注漿，注漿壓力不低于0.25MPa。注漿前漿液應充分攪拌，現攪現用，當孔內漿液初凝后應及時進行二次注漿以保證注漿飽滿。

       框架梁施工:框架梁采用C25鋼筋混凝土現場澆筑，澆筑時預埋QM錨墊板及孔口PVC管，每片框架梁（12m）應整體澆筑，一次完成，兩片梁之間設置2cm的伸縮縫，縫內用瀝青麻筋填塞。
        錨索張拉錨固:當框架梁達到設計強度后，可進行預應力錨索的張拉和鎖定。張拉分五級兩次進行，即按照設計噸位的20%、40%、60%、80%、100%、110%進行張拉，其中前三級為一次張拉，一次張拉完畢后5天進行二次張拉，超張拉110%后鎖定。張拉完畢后留30mm長的鋼絞線，其余截去，采用C25混凝土及時封閉錨頭坑。
        現場試驗:為了確定錨索的極限承載力，驗證錨索設計參數和施工工藝的合理性以及工程質量，現場需進行錨索的抗拔試驗，試驗結果應滿足相關要求。
        2.2 路基路面防排水處理  降水和地下水對高填方路堤的穩定性有較大的影響，在密度、坡度、坡高不變的情況下，在同一入滲深度下，含水量大的邊坡穩定安全系數較小，證明含水率對邊坡穩定影響極大(特別是膨脹土路基)，也就是說，降雨入滲對于邊坡的穩定非常不利，故開挖邊坡應避開雨季，及時進行支護工作，以免地表水嚴重下滲影響邊坡穩定性；在同一種降雨強度下，隨著水下滲深度的增加，邊坡安全系數降低，并且這種趨勢隨著水的入滲深度增大，這種趨勢迅速增大，說明下部土體對邊坡的穩定性起關鍵作用，在實際工程中應做好地下水的排泄工作。并且，在實際工程中，在富水地區尤其重視地下水位的變化對邊坡造成的影響，更應采取有效措施控制地下水位升降。
        考慮到膨脹土路基填土受水的影響較大，必須進行路基路面的防排水處理，重點做好以下三個方面：檢查路堤邊坡和路面的原有排水設施的情況，如排水溝的溝通情況、路面橫坡的坡度等，在對路堤、路面進行加固處理前或過程中，應在滑坡外圍設截水溝，在滑坡體內修建排水系統，最大限度地減小地表水作用，在滑坡后緣植樹造林，減小降雨入滲強度和防止后緣水土流失；路面裂縫開裂嚴重處建議鏟除瀝青混凝土層，在水泥穩定粒料基層上鋪一層土工布以防治雨水通過裂縫進入到路堤填土內部；做好瀝青混凝土路面裂縫的修補工作。
        2.3 瀝青路面裂縫修補  ①修補材料。裂縫修補材料建議選擇路斗士C3405型密封膠，該產品是一種單組分、高性能的聚合乳化瀝青路面裂縫密封材料，適合于直接灌注到3mm到25.4mm寬度的裂縫當中。該材料在寒冷的天氣里仍保持其柔韌性，在炎熱的天氣里不流動，使用該材料封縫可以有效防止水通過裂縫進入路面結構內部。②修補工藝。裂縫修補主要包括裂縫開槽、裂縫清理和灌縫三個階段。裂縫比較細時，材料通常難以灌入到縫隙內部，因而當裂縫寬度小于13mm，應采用開槽機對裂縫進行切割，建議將裂縫開鑿成寬度為12.7mm，深度為12.7mm的槽口；裂縫灌注前，應采用空壓機產生的氣流將開過槽的裂縫中的灰塵、雜物及周邊松動的物體清除干凈，保持裂縫的清潔和干燥，以達到最佳的粘結和密封效果:灌縫時應自下而上充分填滿，每條裂縫的灌注應連續進行，灌縫結束后密封表面宜稍寬于裂縫寬度，對于路斗士C3405密封膠，施工后兩個小時即可開放交通。
        總之，高速公路高路堤邊坡加固治理的任務可謂任重而道遠，需要做大量的工作對公路滑坡環境地質條件與治理措施進行系統地研究和評價，從中尋找地質環境與治理方法某種內在的關系，同時建立待治理滑坡與已治理滑坡之間的相似度關系模型，才會使其評價和處治理論體系更加完善和成熟，最終形成一套公路滑坡分析、防治的新理念。

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