國道108線k15760k75980段路邊坡堤穩(wěn)定性

1、15 50，粒徑國道 108 線 k15+760k15+980 段路堤邊坡穩(wěn)定性研究及處治效果監(jiān)測馮學鋼王學武（ 四川省交通廳公路水運質量監(jiān)督站成都610041）摘 要： 通過對國道 108 線廣南段 k15+760k15+980 段高路堤邊坡穩(wěn)定性的分析與計算， 分析了路堤產(chǎn)生變形的原因，并提出了相應的處治加固措施，同時進行了包括表面位移監(jiān)測、路面沉降監(jiān)測等監(jiān)測，總結了邊坡不穩(wěn)定情況下路堤表面位移及路堤沉降變形的規(guī)律，從而掌握了路堤的變形動態(tài)，控制了處治施工活動帶來的超量位移，進而確保了路堤及邊坡的穩(wěn)定。關鍵詞：路堤穩(wěn)定性加固處治位移監(jiān)測沉降監(jiān)測工程概況國道 108 線廣南段k15+760k

2、15+980 段為土工格柵高路堤，路堤頂寬26.6m, 底部寬約 58m，邊坡坡比為1： 0.5，最大填筑高度約30m，路堤兩側距頂部約9.0m 處各設有寬1.2m 的平臺。該路堤采用碎塊石土分層填筑。填筑間距：路堤下部18m 為 0.4m ，路堤上部12m 為 0.6m ，層間鋪設土工:塊碎石土粉質粘土格柵。路堤填料取自就近開挖段棄方。據(jù)鉆孔揭露，填料主要由泥質砂巖、砂巖、紫紅色泥巖的塊碎石組成，強風化中風化，碎塊石含量215cm，結構較松散。 路堤填方中含少量粉質泥巖和粘土，微濕或稍濕；局部見砂卵石?；靥钔脸蕢K石、弱風化泥巖層碎石和碎屑狀，填筑碾壓欠密實，土體孔隙多，施工中竄風、漏漿較為普

3、遍。路堤底部有一層粉紅色粉質圖 1 k15+760+980 路堤填筑情況示意圖粘土，可塑狀，含碎石，厚0.8m3.0m ，含水豐富，鉆孔縮徑現(xiàn)象嚴重；粉質粘土層下部為弱風化泥巖層。路堤填筑情況見圖1。該路堤于 1998 年初開始施工， 1999 年 6 月填筑基本結束，2000 年 3 月開始進行路面結構層施工， 2000年 5 月基層鋪筑完畢，同年 7 月發(fā)現(xiàn)基層產(chǎn)生縱向裂縫(圖 2)。探坑斷面證實，裂縫上寬下窄，深約1.2m；2000 年8 月，路堤中央分隔帶發(fā)現(xiàn)裂縫；8 9 月，路堤原有裂縫的寬度有所增加，并有新生裂縫出現(xiàn)，嚴重影響了公路的施工和將來的營運，為保證公路的安全施工和正常營運

4、，本文對該段路基邊坡穩(wěn)定性進行了分析和評價，并提出合理的加固處治方案，最后，通過監(jiān)測結果表明，加固處治效果良好。+830+850+87 0+890+910+930+950+830+8 50+87 0+890+ 910+930+ 950圖 例L1左路幅裂縫編號R1右路幅裂縫編號裂縫寬（ mm)圖 2 國道 108 線 K15+760+980 段裂縫平面圖邊坡穩(wěn)定性分析與計算上述裂縫發(fā)展初期，無論是裂縫長度、寬度還是裂縫發(fā)育深度均較小，長度僅數(shù)米，寬度不足5mm ，深度未超過最頂層的土工格柵。加之位置處于路沿附近，故據(jù)此初步推斷系不均勻沉降引起的表部土體變形破壞。這種情況下，隨著時間的推移，路基土

5、體沉降將趨于穩(wěn)定，表部或局部裂縫將不再加劇。然而，隨著裂縫數(shù)量和規(guī)模的不斷增大，尤其是路堤中央分隔帶出現(xiàn)縱張裂縫且迅速擴展，表明已不是路堤表部或局部變形破壞，而是該路堤整體穩(wěn)定狀況欠佳所引起的整體變形。為1此對該段路堤邊坡的整體穩(wěn)定性進行了評價。2.1計算斷面與計算參數(shù)為對本段路堤邊坡穩(wěn)定性進行評價，本次計算選用k15+800 樁號斷面為計算斷面，該斷面路堤填料主要由泥質砂巖、砂巖、紫紅色泥巖的塊碎石組成。路堤底面以下為粉質粘土，其下為強風化的泥巖層和弱風華的泥巖層，弱風化泥巖層以下為泥巖，由于強、弱風化層厚度都較薄，因此將其和泥巖一起按穩(wěn)固基床處理，在計算中各層土層主要物理力學參數(shù)結合室內試

6、驗參數(shù)和經(jīng)驗參數(shù)綜合取值，如下表1 所示：表 1填土材料主要物理力學性質土層參數(shù)容重 （kn/m 3）內聚力 C(kpa)內摩擦角 ( )塊碎石19045粉質粘土191025基巖2.2計算方法和計算結果對于該段路堤邊坡穩(wěn)定性計算是采用目前國際上較為權威的巖土邊坡穩(wěn)定性計算軟件Geo-Slope, 該軟件可自動搜索路堤邊坡最危險滑面，并運用Morgenstern price法、 Spencer 法、Janbu 法三種方法計算其穩(wěn)定性。本次計算中，對潛在滑面的搜索主要考慮了兩種情況，即路堤邊坡向左滑動和向右滑動兩種情況( 圖 3、 4) 。經(jīng)過計算兩種情況下穩(wěn)定性計算結果見下表2。圖 3 路堤邊坡

7、穩(wěn)定性計算示意圖（左滑動）圖 4 路堤邊坡穩(wěn)定性計算示意圖（右滑動）表 2K15 800 路堤邊坡穩(wěn)定性計算結果方法Morgenstern price 法Spencer 法Janbu 法結果 10.8690.8690.897結果 20.9210.9181.025根據(jù)公路路基設計規(guī)范第“33 6”條規(guī)定 :路堤穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.25。顯然 ,該段路堤高邊坡不滿足其穩(wěn)定性驗算 , 必須采取補強加固等工程措施處理 , 以滿足其穩(wěn)定性驗算要求為原則。加固處治設計為保證該段路堤施工及運營安全，初期對該段路堤采用壓力灌漿進行處治，實施過程中漿液竄冒、邊坡位移、路面裂縫加寬等現(xiàn)象較為普遍，難以達到預期的處

8、治加固效果。為此，根據(jù)路堤的變形情況， 2001 年 3 月 9 月，對路堤平臺下部邊坡采用土釘加預應力錨索框架梁進行了加固，其中土釘分A、 B 兩種類型，預應力錨索的錨固段進入弱風化泥巖層中的長度為8m，施工過程中根據(jù)地質情況的變化調整自由段的長度；土釘與水平面的夾角為10，土釘?shù)拈L度如圖5 標注，錨索與水平面的夾角為35，錨索的長度自由段長度錨固段長度；錨索的設置從距離路堤30m低處，向上 6m開始布設第一排，然后依次布設各排，框架梁的坡面間距為4m，土釘各排的坡面間距為3m；2002 年 2 月 6 月，又對路堤平臺下部邊坡采用對穿錨索框架梁進行加固，施工中，在對穿預應力錨索框架梁上預留

9、壓力灌漿孔，其壓力灌漿在預應力張拉完成以后進行，采用M15砂漿灌注；至20022年 7 月完成了平臺上部的護坡砌石，處治工程到此告一段落。路堤變形監(jiān)測:土型 土 訂5B型 土訂:.訂A型土B 型 土對該段路堤的加固處治開始以后， 按要求實施了對路堤變形的全程監(jiān)測， 包括表面位移監(jiān)測、路面沉降監(jiān)測、路面裂縫監(jiān)測和預應力錨索荷載監(jiān)測等，以掌握路堤的變形動態(tài)，控制處治施工活動帶來的超量位移，確保路堤的穩(wěn)定。圖 5 k15+880 路基加固處治設計4.1平面位移監(jiān)測工作布置為合理有效地觀測整段路堤的變形情況，本次先后對該段共布設監(jiān)測點14 組，左邊坡5 組，右邊破 6 組，公路路面上隔離帶左側2 組，

10、右側一組，每組點沿路面方向間隔20 米，詳見圖6，其中圖中 A 、 B 點等為測站點。 830 850 8708909109309502公路截面圖公路平面圖L1L2L3L4L5L6L75.0 4.59.5左 D EF右左CGD路 中 線BHER17R16R15R14R13R12R11R10R9AILJFR18R1R2R3R4R5R6R7R8M2k+950+770N 770800 830 850 870890910930 950右圖 6平面位移觀測點布置圖圖 7 路面沉降監(jiān)測點布置圖4.2路面沉降監(jiān)測點的布置根據(jù)路面沉降情況，在路段內縱向布置3 排沉降觀測點，其中左幅1 排，右路幅2 排，沉降監(jiān)

11、測點分布情況見圖7，圖中 R 或 Lxx 為觀測點號。4.3平面位移監(jiān)測成果分析路堤平面位移監(jiān)測自 2000 年 11 月 25 日開始一直持續(xù)到現(xiàn)在仍在進行，在開始監(jiān)測后，自路面平臺上邊坡平臺下邊坡，隨著觀測點埋設工作的完成一次開展監(jiān)測。將觀測點平面位移的增量值以月為時間單位進行統(tǒng)計，可得到觀測點的平面位移月變化率，同時在位移時間關系圖上的連線即為觀測點的平面位移月圖，如圖 8 為 K15 870 截面觀測點月程圖。通過對觀測點平面位移月變化率統(tǒng)計表和平面位移月程圖的分析，并結合監(jiān)測期的工程活動，發(fā)現(xiàn)路堤的平面位移增量與路堤填方高度呈正比；施工期內的平面位移增量加大以及工程活動對觀測點的平面

12、位移有較大影響；工程措施的實施，減低了測點平面位移的變化率；測點的平面位移與路堤沉降密切相關。4.4路面沉降監(jiān)測成果分析該路堤的沉降監(jiān)測始于2001 年 6 月，一直延續(xù)到現(xiàn)在仍在進行。沉降監(jiān)測頻率為每七天一次，截止 2002 年 7 月已連續(xù)監(jiān)測58 次。根據(jù)路堤填筑情況，沉降監(jiān)測在k15+770+950 段內共布置3 排計 25 個沉降觀測點，其沉降累計值按觀測點所在位置排列情況如表所示，根據(jù)監(jiān)測資料繪制了本路堤k15+830+930段的等沉降曲線圖 （圖 9）。圖中 R 或 Lxx 為觀測點號， 點前數(shù)字為沉降量，單位為 mm，截止時間為 2002 年 7 月。從圖 9 可看出，路堤沉降

13、主要集中在K15 850 910 段內，沉降量在 91.5mm 157.5mm ，另外從表 3 可看出，路面沉降與填方高度大致成正比關系，路堤中部填方高度大，其沉降觀測圖 8 k15+870 截面觀測點月程圖3點的下沉量也大，而由 K15+850+910 向南北兩頭延長，隨著填方高度的由大到小，路面沉降觀測點的下沉量也由大到小。k15+930k15+830圖 9 國道 108 線 K15 830 930 等沉降曲線圖表 3路面沉降與填方高度關系表樁號 770 800830850870890910930950平均沉降量29.440.666.899.8127.7124.6104.170.542.7mm）填方高度（ m）8.62225 3018 5經(jīng)大量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，隨著路堤加固工程措施的不斷實施，路堤平面位移變形逐漸被約束；路面沉降顯著衰減并由不規(guī)則沉降轉變?yōu)檎w性、均勻性沉降；路面裂縫未有新的發(fā)展?？傮w而言，