丁文霞
(湖北交通職業技術學院 武漢 430079)
京港澳高速公路K1050+140~K1050+440位于湖北大悟縣境南部,左側原為路線高邊坡,自然山體陡峭,最大坡高約60 m 左右,坡面分為6級,其中第一級~第三級高度均為10 m,坡率1∶0.5,第四級以上邊坡依自然山體分級,高度12~18m,。
本段邊坡施工于2000年完成,在多年不良氣候作用下,邊坡出現多處坡面和平臺開裂、坡底防護鼓包等病害,對應位置的路面邊緣也出現涌浪、推移等現象,對道路行車安全將帶來隱患。為此,湖北京港澳高速公路管理有限公司于2011年結合現場實際,對該段邊坡進行工程防護處理。
京港澳高速公路K1050+140~K1050+440段地勢北高南低,屬于重丘區,丘頂渾圓,起伏平緩,U 型溝谷比較發育。本段邊坡位于寰水河東岸坡谷地帶,海拔60~120 m 之間(黃海高程)。經實地調查并查閱相關資料,邊坡所在地區沒有大的不良地質現象,巖石、地層、構造、地貌、水文等地質因素較為穩定有利,地震烈度較低。
邊坡基巖為強-中風化白云納長片麻巖,坡內結構面的產狀服從正態分布,結構面的發育狀況及巖體的完整性都呈現出明顯的各向異性,這也必然導致巖體在不同方向力學性質差別較大。由于坡高且陡,起初公路修建時開挖邊坡對巖體穩定性狀態造成了一定的影響,再加上長期的地表水和地下水侵蝕,自然風化作用及極端氣候(暴雨)等多重因素作用,邊坡出現了防護混凝土層開裂、地下水滲入,致使邊坡防護體系強度降低。因此,需要及時采取新的工程防護措施[2]。
根據現有坡面情況、巖體呈層狀特征、結構面發育,設計采用抗滑擋土墻、錨索預應力加固、地梁結構、錨桿掛網噴混合植物、綜合治水措施等綜合一體的方案。坡面底部鼓包和路面瀝青層推移破壞情況,采取抗滑擋土墻以增強整體穩定性;在第一、第二、第三級邊坡上采取預應力錨索地梁結構;在現坡面不完整的K1050+206~K1050+237段內采取分散型預應力錨索加固;在第四級以上邊坡采取錨桿掛網噴混合植物進行防護,完善排水體系,增加平臺截水溝、坡體排水體系及急流槽,修補破損點和裂縫,確保坡面的長期穩定性[3]。
K1050+151~K1050+400范圍內的第一級邊坡底部設置高度為4m 的C20 片石混凝土抗滑擋土墻結構體,擋墻面坡1∶0.5,背坡1∶0.4,與原坡面貼合較好,產生少量挖方。注意擋土墻的泄水孔與最下一排的坡體排水孔對齊,施工中應先完成最下排排水孔再進行擋土墻施工。擋土墻的基礎位于原邊坡碎落臺加固平臺(需挖除)下方,基礎埋深為2m,因直接利用擋墻基礎為邊溝外壁,故而擋墻基礎必須低于原邊溝底部。在已采取地梁防護的部位斷開擋土墻,新、舊防護體系形成一體[4],見圖1。

圖1 抗滑擋土墻加固平面示意圖
擋土墻頂面設置8m 高的預應力錨索地梁,梁體截面為60cm×70cm,水平間距3m。要求地梁要伸入擋土墻頂面標高50cm,以增強結構的整體抗滑性。施工中應先完成地梁基礎再砌筑擋土墻結構,以避免在擋墻頂面開挖造成不必要的浪費。地梁上設置2排預應力錨索,預應力錨索采用270級(1860 MPa)高強度低松弛鋼絞線及OVM15型錨具,鋼絞線采用工廠制作的無粘結鋼絞線。錨索注漿采用自孔底向上反壓漿施工,孔口作適當封堵并留排氣孔;注漿材料為水泥砂漿,水灰比0.4~0.45,灰砂比1∶1,砂漿強度不小于30MPa,注漿壓力不低于0.5MPa。預應力錨索孔深20.5m,錨索長度20m,自由端長度9.5 m,錨固角20°,設計張拉力1000~12 00kN。混凝土錨索地梁布置圖見圖2。

圖2 混凝土錨索地梁布置圖
第二級、第三級設置10 m 高的預應力錨索地梁,梁體結構同上。要求地梁要伸入平臺標高以下50cm,以增強結構的整體性。施工中應先完成地梁基礎,再砌筑平臺加固結構以避免不必要的浪費[5]。
在K1050+206~237段,由于現有坡面為未分級微曲面,且有裂縫貫穿,故采用了分散型預應力錨索結構。預應力錨索為壓力分散型錨索,由3個單元錨索組成,每個單元錨索分別由2 根無粘鋼絞線內錨于鋼質承載體組成。鋼絞線通過特制的擠壓簧和擠套對稱地錨固于鋼質承載體上,要求其單根的連接強度大于200kN。
各單元錨固段長度分別為L1,L2,L3共同組成復合型錨索的錨固段,設計錨孔直徑為130 mm,見圖3。

圖3 深路塹邊坡錨固典型斷面圖
根據目前邊坡情況,上部分坡面較為完整,坡率1∶0.5~1∶0.75,局部表面噴射混凝土,以防發生破壞。如果產生裂紋,降水可滲入,在長期自然作用下可能發生進一步破壞,為此采用掛網噴混生植物進行綠化防護,錨桿長度為3 m。錨桿支護的目的是為了加固邊坡表層結構面,避免邊坡表層產生的破壞而導致的局部巖體失穩,所以采用3m 短錨桿,并結合綠化以增強長期使用性能及遠觀綠化需要[6]。掛網布設示意圖見圖4。

圖4 掛網噴射混凝土布設示意圖(單位:cm)
第一、二、三級邊坡頂部分別采取平均1.5m寬的平臺,并設置平臺截水溝。各防護體系框架內部可盡量利用原防護體,如已破壞可直接修復。
邊坡治理是一項技術復雜、施工危險而艱巨的抗災工程。應根據滑坡變形破壞機理,采用以抗滑擋土墻及預應力錨索地梁防護體系、預應力錨索加固等綜合方法進行治理。本文結合具體工程實際,按邊坡底部、中部、上部變化特征,提出相應的加固措施,效果較好,對類似邊坡的維穩處理具有借鑒作用。
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