陕西省高速公路建设集团公司西安710064
摘要:高边坡滑坡体的安全稳定是公路工程建设的重点。以某高速公路路基高边坡滑坡体治理为实例,通过数值模拟对边坡稳定性进行验算,为高边坡滑坡体的治理提供一些建议。
关键词:高速公路高边坡滑坡体强度折减法
1.滑坡体概况及治理情况
滑坡区属河流二级阶地,滑坡土体为弱膨胀性膨胀土。滑坡的变形发展出现了两次,先后进行了三次设计治理。
第一次设计治理方案为:石笼挡墙(第一级边坡)+拱形骨架防护(第二级边坡)+锚杆框架梁防护(第三、四、五级边坡)+拱形骨架防护(第六级边坡)+坡面植草(第七级边坡)+坡面支撑渗沟+坡顶截水沟和各级平台排水沟。由于路基开挖施工,形成高达25米的人工边坡,打破了原有的平衡状态,未进行有效支护,边坡局部失稳,坡顶后缘平台产生拉裂缝,又因连续降雨入渗边坡坡体,边坡多处产生开裂,造成边坡前缘土体失稳蠕动牵引中后部土体发生蠕滑现象。
第二次设计治理方案为:石笼挡墙(第一级边坡)+拱形骨架防护(第二级边坡)+24根抗滑桩(第二级边坡平台上)+锚杆框架梁防护(第三、四、五级边坡)+拱形骨架防护(第六级边坡)+坡面植草(第七级边坡)+坡面支撑渗沟+坡体仰斜式排水管+坡顶截水沟和各级平台排水沟。边坡施工过程中,第二级边坡坡面开挖后未进行有效支护,坡体排水系统(支撑渗沟)尚未实施,坡体形成临空面,坡顶后缘平台产生拉裂缝,再加上连续降雨沿坡体裂缝和孔隙入渗,导致土体饱和,裂缝继续开展,坡体沿软弱面产生滑塌,造成第四、五级边坡破坏严重,第四级边坡平台沉陷,形成反翘地形,边坡右侧局部抗滑桩产生小角度倾斜,见图1所示。
图1边坡第二次设计治理后变形滑塌图
第三次设计治理方案为:石笼挡墙(第一级边坡)+拱形骨架防护(第二级边坡)+24根抗滑桩(第二级边坡平台上)+8根抗滑桩(第三级边坡平台上)+锚杆框架梁防护(第三、四、五级边坡)+拱形骨架防护(第六级边坡)+坡面植草(第七级边坡)+坡面支撑渗沟+坡体仰斜式排水管+坡顶截水沟和各级平台排水沟。第五~七级边坡挖方卸载,放缓第五级边坡坡率并挖除至坡顶裂缝间土体。见图2所示。
图2边坡第二次设计治理
2.边坡施工后安全性分析
在K32+840~K32+885段路基左侧第三级边坡平台处设抗滑桩进行治理设计。共布设8根抗滑桩,抗滑桩桩径2.4m×1.8m、桩间距6m。由于地质勘查滑动面剪出口位于第一级边坡反压土体顶面,治理设计采用将边坡前缘反压土体清除后的画面位置作为治理设防滑动面,确定桩长为24m。
为科学可靠的分析边坡的稳定性,采用FLAC软件的强度折减法对边坡稳定性进行验算。对主滑动面方向布设3条地质剖面,分别为K32+844(4-4剖面)、K32+856(5-5剖面)、K32+869(6-6剖面)计算天然状态和暴雨状态下整体的稳定性进行验算。
2.1计算模型的建立
计算过程中采用摩尔库仑屈服准则进行弹塑性分析。为搜索滑坡的最危险滑动面和变形破坏区域,并获取相应的最小安全系数,进行强度折减法计算。