公路路基邊坡滑坡坡體處治施工技術分析

摘要 為有效解決路基邊坡滑塌、失穩問題，改善公路安全性能，文章結合某公路項目，對路基邊坡滑坡病害危險性、路基滑坡風險的原因展開研究，同時分析了滑坡坡體處治施工技術，以優化路基邊坡滑坡坡體處治方案，篩選最佳工藝，保障路基邊坡滑坡加固治理效果，延長公路路基使用壽命，確保公路通行安全。

關鍵詞 公路路基；邊坡；滑坡坡體；處治；施工技術

中圖分類號 U418.55 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0117-03

0 引言

邊坡是公路路基重要結構，受多種因素影響，路基邊坡結構存在失穩、滑塌風險，嚴重影響著車輛通行安全，容易造成極大的經濟損失。因此，應深入分析路基邊坡病害原因，根據病害原因及時治理滑坡坡體，加固、換填邊坡，使其穩定性、承載力符合公路安全運營要求。

1 項目概況

某公路工程，標段起止樁號為K560+658～K760

+870，路基地形橫坡坡度為21～25°，沿線縱坡坡度角為20～28°，地面高程418.1～502.7 m，地形起伏較大。路基邊坡由碎石、碎石質土組成，滾石粒徑約0.3～1 m，最大粒徑可達2.1 m，部分區域充填泥質土。坡體結構含粉質黏土、沙礫土、碎石土，自然坡度20°，透水性強，厚度26 m，結構相對松散。

2 公路路基邊坡滑坡的危險性

危險性分析是通過采集項目地質信息、邊坡病害實際情況，通過數值模擬的方式，分析路基邊坡滑坡危害性，預估邊坡風險程度、概率[1]。經研究可知，路基邊坡滑塌主要原因是地形條件、雨水侵蝕、自然風化等因素，各因素相互作用下，邊坡沿已風化區域滑移、塌陷，結構處于危險狀態，最終產生滑坡現象。

為分析路基邊坡危險性，可根據邊坡成因，模擬地質條件在自然風化、降雨等因素影響下的變化情況，同時基于“滑動帶土層指標”，評估路基邊坡危險性。項目擬采用Geo-Studio 系統蒙特卡洛試驗模擬分析滑坡風險。主要試驗過程有：（1）應用正態分布概率密度函數，假設滑動帶土層的土體黏聚力、內摩擦角、重度值，將其假設于不同區間后計算風險率；（2）當計算次數接近2 000次時，表示模擬結果趨于穩定[2]；（3）依據2 000次模擬運算結果、現場勘探數據，整理滑動帶土層指標，如表1所示；（4）將表1數據錄入Geo-Studio系統，模擬計算路基邊坡滑坡分類、平均安全系數。

經計算：（1）邊坡平均安全系數Fs=2.018＞1.05，部分區域邊坡坡體已經超過臨界穩定狀態，滑移狀態明顯，模擬數據與實地勘查結果相同。（2）滑坡概率P=87.2%，滑坡概率允許范圍為5%～10%。因此，該滑坡概率已超出允許范圍，表示該邊坡已有病害產生。

3 公路路基邊坡滑坡的原因分析

項目路堤右側山體沖溝呈“漏斗狀”，匯水后延伸至右側狹窄區域，水體下滲，侵蝕邊坡地基土，導致邊坡地基變形，引起滑塌，主要原因如下：

（1）地形條件。K668+100～K679+870區段，自然坡度16～29°，地勢低，匯水面積大，地下水積聚、排泄后地層長期浸水。地下水覆蓋層孔隙滯水、潛水，引起滑坡。

（2）坡體巖性。路基原邊坡土體成分為碎石土、黏土，結構松散，分布不均，結構內力學差異明顯，上層易滯水[3]。地表水下滲后，邊坡土體容重增加，強度變低，靜水壓力、動水壓力施加荷載后路基穩定性變弱，滲水水量持續增多后，坡體變形、滑塌。

（3）氣候條件。該區域遭遇強降雨季節，坡面徑流大，地表水、地下水量驟增，土體容重變大后路基邊坡變形。變形階段主要為：路基坡腳土體浸泡變形→路基填筑土體變形→邊坡坡體牽引式變形。

4 公路路基邊坡滑坡坡體的處治技術

4.1 樁板墻工藝

根據滑坡區域分布情況，布設30～35個抗滑樁板墻，長度25 m，設于坡腳。錨固深度20 m，截面尺寸2 m×3 m，樁間距5 m，樁間安裝擋土板，預防坡體土滑移?？梢月坊行木€為基準，調控樁長軸，使其與路中線垂直，樁嵌固端坡體巖石抗壓強度、地基系數應符合以下要求，如表2所示。

（1）整平場地，清理雜物，鏟除坡體結構內松軟、分散土層。夯實土層結構，設工作臺。樁基礎處于斜坡路段時，應搭設腳手架為施工平臺，確保斜坡土體穩定性。

（2）應用鎬、鍬，從中間向四周挖土，單節進尺量1.0 m，開挖后布設混凝土護壁。開挖風化巖層時，可用風鎬鑿巖，加大送風量。上下相鄰混凝土護壁搭接量50 mm，混凝土為C25混凝土，厚度150 mm[4]。

（3）護壁模板應用組合鋼模。板樁墻尺寸規格依據土壓力、地形數據計算，計算公式：

TA=（6M-2EH）L/ H12" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （1）

TB=（6EH-2EH）L/H12" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（2）

式中，H為樁懸臂端長度（m），L為樁間距（m），M為E對錨固釘點的彎矩（kN·m），E為樁上水平分力之和（kN），TA、TB為土壓力的上底、下底彎矩（kN·m）。確定樁板墻土壓力上下分布情況后，計算滑坡坡體橫向容許承載力，計算公式如下：

其中，γ1、γ2為樁板墻懸臂、錨固區段土體容重（kN·m3），φ為錨固段土內摩擦角（°），c為錨固段凝聚力（kPa），H為懸臂段樁高度（m），Y為錨固段深度（m）。

（4）開挖樁板墻時，應明確滑動層位置，樁嵌入深度＞4 m。灌注混凝土時，避免施工縫。混凝土強度＞75%后，安裝擋土板，回填壓實各層土體，壓實厚度15 cm，壓實度＞95%。

（5）樁外緣、沿線右側邊溝1 m處，應用30 cm厚漿砌片石封水，設2%橫坡排水[5]。

4.2 預應力錨索工藝

4.2.1 治理方案

按技術要求在滑坡面鉆孔，鉆入一定深度后，設孔道?？椎罏殄^索自由端，底端設錨桿，固定錨索末端。錨筋為鋼絞線，用于固定孔道錨固結構。灌注混凝土后，融合孔道、水泥漿，加固邊坡，提升路基滑坡坡體穩定性，預應力錨索工程量如表3所示。

4.2.2 工藝要點

（1）鉆孔。測量放樣，安裝鉆機，依據錨索長度布設鉆桿。鉆孔擾動性較大，為避免邊坡滑塌，應維持鉆桿穩定，合理控制鉆進速度。當鉆入破碎帶、分散地層時，調慢鉆入速度，預防塌孔，孔內雜物可用高壓風管清理。

（2）安裝錨索。下鋼絞線，下料長度為張拉端長度、自由長度、錨固段長度總和，下料誤差不大于4 cm。下料后，自由段涂刷油脂、防銹漆，與錨固段交接處纏繞封口膠。清理孔內巖屑，將錨索放入鉆孔，預留足夠長度，長度值如表4所示。

（3）錨索灌漿。清水洗孔，觀察流水，潔凈后灌漿，預防堵管、離析。灌注M40水泥漿，采用高壓注漿法。鉆孔作業、錨索安裝與灌漿間隔時間應小于24 h。注漿時，注意控制時間、注漿壓力。配置注漿材料時，可摻入1.8～2.2 kg/m3聚丙烯腈纖維混凝土。

（4）澆筑錨索框架。采用矩形錨索框架，澆筑C35混凝土，支立模板，綁扎鋼筋，套PVC管，分段澆筑C35混凝土。錨索框架橫梁長度15 m，相鄰橫梁設2 cm伸縮縫[6]。

（5）錨索張拉。混凝土養護7 d后，張拉錨索。對于高邊坡滑坡坡體治理工作，應通過極限抗拔力試驗，確定錨索張拉力。項目錨索張拉分為4級，張拉力分別為預應力的65%、45%、25%、15%，各級張拉結束后持續5 min。依次張拉結束后，根據預應力控制標準，檢驗張拉施工質量，基本要求如表5所示。

（6）鎖定錨索。應用夾片、錨具鎖定錨索，穿入鋼絞線，錨固、夾板應穩定連接，錨固后應用16 mm鋼管壓緊，千斤頂張拉，符合設計要求后，卸力，封錨。封錨過程為：1）檢查鋼絞線、夾片、錨具，無受損、變形即可；2）切除多余鋼絞線，切除長度從錨具外計算，約10 cm；3）切割無用鋼絞線，清理雜物，澆筑C35混凝土封錨。

4.2.3 草皮護坡工藝

（1）清理滑坡坡體坡面，去除石塊、碎石或其他雜物，翻耕25～30 cm，施加有機肥。人工、機械拍實邊坡坡面，提升其壓實度，灑水，浸潤土體。

（2）根據坡體土層、氣候條件，篩選綠化材料，培育草皮。鋪筑前24 h，適當澆水，保持土體濕潤后，鋪裝200 cm×30 cm矩形草皮，單塊厚度應大于3 cm。運輸草皮時，草皮需放置于托板，注意保護根部土壤。

（3）坡面上依次鋪設草皮，草皮預留5 mm間隙，填筑細粒土。四角設固定樁，固定草皮，樁體與邊坡坡面垂直。平鋪后木槌敲擊凸起，使草皮、坡面緊密貼合。灑水養護草皮，需嚴格控制單次灑水量，可適當補充肥料，預防病蟲害，使其盡快出苗成坪，加強邊坡防護。

4.2.4 草籽護坡工藝

（1）整理邊坡坡面，清理巖石、碎泥塊。分析坡面土壤，土層結構較差、不利于草籽生長時，更換改良土壤。換土厚度50～75 cm，置換后灑水，使其自然下沉，與原坡面結構融合，保持穩定。

（2）溫度符合草籽生長后，混合草籽、木纖維、保水劑等材料，噴灑至坡面。由于草籽生長初期根系欠發達，雨水沖刷會導致草籽流失，可覆蓋稻草、無紡布，設置防護措施，預防雨水沖刷。

（3）高壓噴霧器灑水養護坡面，養護時間為45 d，同時做好病蟲害治理、水肥管理工作，局部草籽生長不利時補種。

4.2.5 邊坡滑坡坡體治理效果分析

邊坡滑坡坡體處治后，設監測點，觀測滑坡體、樁頂側向位移。按《工程測量規范》（GB 50026—2022）、《建筑變形測量規程》（JGJ 8—2016）中測量模式，劃分測量等級，執行三級精度模式：1）沉降觀測點誤差不大于1.5 mm；2）平面位移誤差不大于10 mm。

（1）根據現場實際情況，滑坡處治完成后在滑坡體底部及抗滑樁部位設置監測點。共布設平面、沉降位移觀測點11個，工作基點3個，實時監測滑坡體沉降、樁頂側向位移等指標。

（2）監測板樁墻位移、預應力錨索張拉力，分析滑坡治理效果。

（3）經檢測，路基坡體治理后，底部滑坡體側向位移于70 d監測周期內，上層滑坡體在60 d周期內均處于穩定狀態?？够瑯俄敳總认蛭灰票O測時間90 d，樁頂位移監測60 d，邊坡坡體結構相對穩定，符合治理要求。抗滑樁錨索監測大于240 d，拉力于120 d后保持穩定，表示路基滑坡治理效果良好，周圍生態防護工程逐漸完善。

草籽護坡、草皮治理工藝屬于表層治理技術，適用于邊坡滑坡防護工程。對于滑坡病害已發生區域，適用預應力錨索工藝、樁板墻抗滑工藝治理滑坡坡體?？山Y合邊坡滑坡情況，應用綜合治理技術，發揮各工藝應用優勢，保障邊坡治理效果。

5 結語

綜上所述，路基邊坡滑坡的危害性較強，會直接影響車輛通行安全，引起交通安全事故。為有效治理路基邊坡滑坡坡體，需結合邊坡滑塌實際情況，總結原因，制定路基邊坡滑塌治理技術方案，從而通過加固、治理邊坡滑塌區域，改善路基邊坡結構穩定性，保障路基邊坡安全性能，提升公路路基工程整體質量，同時也滿足新時期城市交通發展需求。

參考文獻

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[6]樂雪萍，戴永松.淺談廣吉高速高填路基邊坡滑坡處治方案的選擇[J].福建交通科技，2020（1）：16-18.

收稿日期：2024-03-05

作者簡介：李紅剛（1981—），男，本科，工程師，從事項目管理工作。