高填方路堤邊坡穩定性研究

摘要：本文對高填方路堤邊坡穩定性評價方法及其防護措施進行研究，為工程技術人員在實際工程中選用合理的評價方法和防護措施提供參考，進而做到既保證公路建設、運營的安全，又節約投資。

關鍵詞：高填方路堤 邊坡穩定 評價方法 防護措施

一、概述

路堤是高于原地面的填方路基，主要是用于支撐路床和路面。通常情況下在水稻田或長年積水地帶，用細料填筑路堤高度在6米以上，其它地帶填土高度大于18m（土質）或20m（石質）的路堤，都被稱為高填方路堤。近三十年來，隨著我國高等級公路的大力發展，高填方路堤穩定性問題及其防護措施的研究顯得越來越重要。由于受各種條件的限制，高填方路堤在山區高等級公路工程中占據了相當大的比重，且填方高度多在10~40m之間，個別高度達到60m，在施工建設和投入使用過程中出現較多路堤邊坡失穩的現象，給公路建設、運營造成了巨大的經濟損失。

高填方路堤施工規模之大，重要程度之高，并且人們更注重由于邊坡失穩造成的地質災害，因此在公路建設中需要選用合理的方法評價其邊坡穩定性，根據評價結果合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施，進而做到既保證公路建設、運營的安全，又節約投資。由此看來，高填方路堤邊坡穩定性問題及其防護措施的研究顯得至關重要。

二、高填方路基穩定性影響因素

所謂高填方路堤穩定性問題是指在地質、水文和氣候環境因素以及人類活動等的綜合作用下，公路沿線發生的一系列對公路正常運行產生影響的病害。邊坡的地質條件、水文條件、公路路基邊坡的質量和狀態能否持久而穩定、能否經得住各種因素的影響而不損壞，通常用邊坡穩定性來評價。

影響路基邊坡穩定性主要有兩方面的因素：自然因素和人為因素。路基邊坡的地質條件、水文條件、氣候、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素，而設計、施工和養護管理等一些人為因素及人類的某些工程活動對邊坡穩定性又有重要影響。路基邊坡穩定性是以上這些因素綜合作用的結果，由于受各種因素影響而產生累積變形，當邊坡變形達到某一界限時會改變邊坡原有穩定狀態，從而產生較大規模的變形(突變)，導致邊坡失穩，危及行車的安全。要提高路堤邊坡的穩定性，主要是通過充分了解、利用自然因素，努力使人為因素向著有利的方向發展。

對于高填方路堤而言，導致路堤邊坡失穩的原因是綜合性的，包括對高填方路堤設計、施工的復雜性考慮不夠，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，導致了路堤填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）。

三、高填方路基穩定性分析方法

高填方路堤穩定性分析的目的，一是對路堤邊坡穩定性作出定性和定量評價；二是為合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據。

高填方路基穩定性分析采用和邊坡穩定性分析相似的方法，主要有極限平衡法、現代巖土數值方法和概率法等。極限平衡法已經發展得相對成熟，目前大多數規范均規定采用極限平衡法進行邊坡穩定分析，但是極限平衡分析法不能解決分析高填方路基應力和應變的問題。后來出現有限元分析高填方路基的穩定性，有限元在解決小變形方面有其優越性，但通常的高填方路基破壞為大變形問題，有限元在解決大變形方面不十分方便。分析中要特別注意變形模式的轉化標志，它往往是失穩的前兆。

四、高路堤邊坡加固治理措施

1.預應力錨索框架梁聯合加固法

施工工藝：（1）錨索制作與安裝：錨索低松弛預應力鋼絞線制作而成，自由段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。（2）錨索孔注漿：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，當孔內漿液初凝后應及時進行二次注漿以保證注漿飽滿。（3）框架梁施工：框架梁鋼筋混凝土現場澆筑，每片框架梁應整體澆筑，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。（4）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。

2.路基路面防排水處理

在對路堤、路面進行加固處理前或過程中，應在外圍設截水溝，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。

3.瀝青路面裂縫修補

（1）修補材料：裂縫修補材料建議選擇高性能的聚合乳化瀝青路面裂縫密封材料，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。

五、結論

1．影響路基邊坡穩定性主要有兩方面的因素：自然因素和人為因素。

2.高填方路基穩定性分析采用和邊坡穩定性分析相似的方法，主要有極限平衡法、現代巖土數值方法和概率法等。有限元在解決小變形方面有優越性，但通常的高填方路基破壞為大變形問題，有限元在解決大變形方面不十分方便。

3. 高路堤邊坡加固治理措施有預應力錨索框架梁聯合加固法、路基路面防排水處理、瀝青路面裂縫修補等。

參考文獻：

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