淺談高速公路路堤邊坡支護加固
2015-05-26
0引言
擋土墻是抵擋土壓力、防止土體坍塌的構筑物，廣泛應用于土木建筑、水利水電、鐵道交通等工程建設中。近年來，隨著鐵路、公路和城市軌道交通的發(fā)展，往往需要在極其狹窄的場地、密集的建筑群或高填方區(qū)中設置擋土墻，而采用單一傳統(tǒng)的重力式、懸臂式或扶壁式擋土墻，通常無法滿足工程要求。在此情況下，可考慮在擋土墻下設置托梁和樁基，利用托梁將擋土墻上所受作用力傳遞給樁基，以此來滿足對地基承載力的要求。
1 工程概況
擬建工程位于四川內江資中經濟開發(fā)區(qū)，臨近成渝高速公路及鐵路支線，在修建高速路北段0+500至0+700南側時，發(fā)現(xiàn)其存在高20~24 m的人工堆積邊坡，邊坡坡度約為1 1左右。
該邊坡堆積物以松散的素填土為主，在遭遇洪水或者堆載情況時，可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，形成滑坡、崩塌，甚至泥石流等不良地質情形。因此，為確保臨近的成渝高速公路和鐵路的正常運營，在修建高速路北支路前必需進行邊坡整治。
2工程地質條件
2.1地形地貌及地質構造
擬施工工程地形為原始地形，地貌屬淺丘剝蝕地貌，分布圓形及橢圓形剝蝕山丘，山丘所夾沖溝。實測各勘探鉆孔地面標高為356.40~377.40m，相對高差21m左右。施工場地地質構造位于威遠背斜的東翼，呈單斜巖層產出，巖層產狀：傾角3~50，場地基巖埋藏較淺，構造裂隙不發(fā)育。
2.2場地地質情況
經鉆探發(fā)現(xiàn)，施工場地內土層為雜填土、素填土以及第四系全新統(tǒng)殘坡積成因的粉質黏土組成，下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖組成。各地層土由上自下情況如下：
1）素填土（Q4ml）.褐色，干~濕，成分以黏土和砂泥巖塊為主組成，含少量生活垃圾;結構松散，厚度0.3~11.8 m。
2）粉質粘土（Q4dl+el）.褐黃、黃灰色，濕，可塑，成分以黏粒、粉粒為主，含鐵錳質氧化物及結核，層厚0~7.0 m。
3）泥巖（J2s）.紫紅色及深褐色，砂泥質結構，厚層狀構造，礦物成份以黏土礦物為主，局部段夾有夾砂巖透鏡體，巖質軟，巖層傾角近于水平。強風化帶巖體較破碎，巖體內有豎向裂隙，但不太發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀、短柱狀，巖質極軟，巖芯具失水失壓開裂特征，極易軟化，ROD值10%~50%；中風化帶泥巖，巖芯多呈柱狀與長柱狀，巖芯節(jié)長10~50 cm，巖質稍硬，ROD值70%~95%，含砂質增大。代表性地層地質的剖面圖如圖2所示。
2.3場地水文情況
施工場地區(qū)域內地表水體豐富，主要補給水源為大氣降水。地下水主要為第四系土層中的孔隙水和基巖裂隙水，靠大氣降水補給。由于場地第四系松散層厚度大，空隙大，地下水集雨面積大，故場區(qū)地下水賦水性好，洪水期水量較豐。但勘察期間為枯水期，勘察時的地下水位埋深10 m以下。
3方案選擇和設計
3.1方案選擇
由于本工程毗鄰高速公路和鐵路其安全重要性等級較高，且擬建的道路邊線距紅線僅5 m，無放坡空間。此外，施工區(qū)的地形地貌最高相差約20~24 m，邊坡主要為人工堆積的填土，土體物理力學參數(shù)和自穩(wěn)能力均較差。一旦邊坡失穩(wěn)，其產生的后果不堪設想。
為了保證該永久性邊坡的穩(wěn)定性，確保擬建道路、高速公路及鐵路的運營安全，必須嚴格控制支擋結構的變形。由于施工場地范圍有限，放坡無法進行，且該邊坡主要為人工填土，錨桿無法發(fā)揮其有效作用，而用傳統(tǒng)的懸臂樁或擋土墻，其側向位移難以控制。針對本工程的實際情況，結合本地區(qū)的工程經驗，綜合各項因素考慮，該邊坡工程擬采用樁基托梁懸臂擋土墻的方案。
3.2方案設計
根據(jù)工程場地的地形地貌，將該邊坡支護分為AB段和BC段。其中AB段的地面標高相差在10 m以下，鐵路界線距擬建道路邊線較遠，設計擋土墻下部的樁基均埋在土體中；BC段的地面標高相差在20 m左右，緊鄰鐵路界線，設計擋土墻下部的樁基有部分樁體出露地面以上。同時，考慮AB段和BC段的樁基作為抗滑樁的效用。邊坡支護設計示意圖及BC段設計方案如見圖3、圖4所示。
方案設計要點：
（1）樁露出地面時，在抗滑樁后采用擋板（C30）擋樁間土。當樁露出地面高度在1.5 m以下，僅采用擋板A；若樁露出地面高度在1.5~5 m區(qū)間時，采用擋板A+擋板B。板的配筋由板的高度而定抗滑樁（1.5 m樁徑）
（2）樁端嵌入中風化巖5m以上，且長度值應大于擋土墻底至強風化巖頂?shù)木嚯x值，預計平均樁長約25 m。
4 樁基托梁擋土墻施工工藝要求
4.1施工工藝流程
樁基托梁擋土墻的施工工藝流程為：樁基定位人工挖孔護壁安裝鋼筋籠澆樁身砼樁基檢側托梁施工擋土墻施工養(yǎng)護。
4.2施工注意事項
在擋土墻施工時，應注意以下事項：擋土墻背填土應分層夯實，壓實系數(shù)不小于0.90。墻身沿長度每隔15~20 m設一道寬20 mm沉降縫（伸縮縫），縫處塞以瀝青防水層，或嵌入涂以瀝青的木板。墻身砼體強度達到設計強度的70%后再回填，并分層夯實。
5 變形監(jiān)測
邊坡支護施工過程中，布設了10個觀測點進行變形監(jiān)測。目前，該邊坡支護工程已完工1年，監(jiān)測結果表明，擋土墻及墻后土體的位移和沉降均位于規(guī)范允許變化范圍內，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。此也證明該邊坡工程支護方案可靠。
6 結語
樁基托梁擋土墻的特點是擴大了一般擋土墻的使用范圍。在實際工程中，由于周邊用地情況、開挖條件及地質條件限制，采用樁基托梁擋土墻可將基底置于穩(wěn)定地層中，以節(jié)約上部擋墻截面，降低工程造價，同時減少對坡體干擾。在邊坡復雜的周邊環(huán)境下，可采用多種方法相結合的方案，以保證其穩(wěn)定定性。同時，施工中應建立健全監(jiān)測制度，以便及時掌握、調整施工方案，確保施工安全。本工程選用樁基托梁扶壁式擋土墻的復合方案，邊坡加固效果良好，此對類似邊坡的處理具有一定的借鑒作用。
