淺析高速公路高路堤邊坡加固治理措施

摘要：本文結(jié)合筆者多年工作的實踐經(jīng)驗，以保持既有高速公路高填方段路堤邊坡的穩(wěn)定為目的，對高路堤邊坡失穩(wěn)問題提出了經(jīng)濟適用的加固方案，以確保路面結(jié)構(gòu)的完好，謹供大家作參考之用。
關(guān)鍵詞：高速公路；高路堤；邊坡失穩(wěn)；加固治理
1高路堤邊坡失穩(wěn)原因分析
所謂高路堤邊坡的穩(wěn)定性問題是指在氣候、水文和地質(zhì)環(huán)境因素以及人類活動等的綜合作用下，公路沿線所發(fā)生的一系列對公路正常運行產(chǎn)生影響的病害。對于高填方路堤而言，導(dǎo)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(fù)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(dāng)，巖溶發(fā)育，再加上外部條件（如施工周期內(nèi)的降雨和車輛超載等因素）的共同作用，導(dǎo)致了路堤膨脹土的物理力學(xué)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(nèi)部填土沉降不均勻，裂縫首先沿兩種土邊界規(guī)則出現(xiàn)，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(yīng)位置裂縫的發(fā)展，進而影響到邊坡的穩(wěn)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(yù)應(yīng)力錨索框架梁聯(lián)合加固法概述①材料和機械設(shè)備選擇。預(yù)應(yīng)力錨索采用直徑中Φ15.4mm高強度、低松弛預(yù)應(yīng)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(xiàn)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(biāo)樁，標(biāo)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(wěn)固，開鉆前應(yīng)仔細檢查孔位、孔距和偏角，確?？孜坏恼_性。鉆孔時采用無水鉆進，鉆進過程中應(yīng)對每孔的進尺速度、地下水情況及一些特殊情況做現(xiàn)場記錄，如遇塌孔，應(yīng)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(yīng)及時測量孔深和傾斜情況，發(fā)現(xiàn)傾斜應(yīng)及時糾正，考慮到沉渣的影響，實際鉆孔深度應(yīng)比設(shè)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(yù)應(yīng)力鋼絞線制作而成，錨固段應(yīng)除銹、除油污，按照要求綁扎架線環(huán)，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(nèi)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(yīng)充分攪拌，現(xiàn)攪現(xiàn)用，當(dāng)孔內(nèi)漿液初凝后應(yīng)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(xiàn)場澆筑，澆筑時預(yù)埋QM錨墊板及孔口PVC管，每片框架梁（12m）應(yīng)整體澆筑，一次完成，兩片梁之間設(shè)置2cm的伸縮縫，縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。
錨索張拉錨固:當(dāng)框架梁達到設(shè)計強度后，可進行預(yù)應(yīng)力錨索的張拉和鎖定。張拉分五級兩次進行，即按照設(shè)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(xiàn)場試驗:為了確定錨索的極限承載力，驗證錨索設(shè)計參數(shù)和施工工藝的合理性以及工程質(zhì)量，現(xiàn)場需進行錨索的抗拔試驗，試驗結(jié)果應(yīng)滿足相關(guān)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(wěn)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(wěn)定安全系數(shù)較小，證明含水率對邊坡穩(wěn)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(wěn)定非常不利，故開挖邊坡應(yīng)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(wěn)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(shù)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(wěn)定性起關(guān)鍵作用，在實際工程中應(yīng)做好地下水的排泄工作。并且，在實際工程中，在富水地區(qū)尤其重視地下水位的變化對邊坡造成的影響，更應(yīng)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(shè)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(yīng)在滑坡外圍設(shè)截水溝，在滑坡體內(nèi)修建排水系統(tǒng)，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(wěn)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(nèi)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(chǎn)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(dāng)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(jié)構(gòu)內(nèi)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(nèi)部，因而當(dāng)裂縫寬度小于13mm，應(yīng)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(yīng)采用空壓機產(chǎn)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(jié)和密封效果:灌縫時應(yīng)自下而上充分填滿，每條裂縫的灌注應(yīng)連續(xù)進行，灌縫結(jié)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(wù)可謂任重而道遠，需要做大量的工作對公路滑坡環(huán)境地質(zhì)條件與治理措施進行系統(tǒng)地研究和評價，從中尋找地質(zhì)環(huán)境與治理方法某種內(nèi)在的關(guān)系，同時建立待治理滑坡與已治理滑坡之間的相似度關(guān)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