路堤变形病害特征识别

文摘   教育培训   2024-07-29 20:58   新疆  

坡体裂缝是病害坡体性质的外在反映,不同的裂缝代表不同的坡体的强度、变形和渗流的协调结果。认真进行现场每一条裂缝的调查,依据其特征分析其背后的主导因素,加强病害区与相邻非病害区的对比分析,是合理分析坡体病害的关键所在。切忌对号入座法的先射箭再画靶式调查,将一些其它成因的裂缝当作滑坡裂缝导致病害扩大化,将滑坡裂缝遗漏而导致滑坡病害淡漠化。

某公路填方路堤匝道处于曲线段,匝道宽10m,右侧最大填方边坡高11.2m,坡脚外2m为水田、鱼塘;左侧最大填方边坡高10m,坡脚外2m为高约10m的松散弃方。路堤采用具有一定膨胀性的含砾石冰水堆积物填筑而成。公路通车使用六年后,公路路面上出现开裂,养护人员采用灌缝为主的措施进行了养护处理。近两年来(通车八年)路面开裂加剧,尤其是右侧超高段路基出现了长约近百米的贯通性裂缝。故技术人员分析认为右侧路堤出现了滑坡迹象,拟在右侧填方坡脚设置抗滑桩或微型桩+挡墙为主的两个方案进行比选处治。

图1 拟采用的抗滑桩处治方案

图2 拟采用的微型桩挡墙方案

方案审查时笔者发现右侧路堤的变形特征与滑坡特征存在较大差异,并怀疑左侧路堤出现了滑移迹象。具体疑问如下:

1、设计文件中反映右侧路面长大贯通性裂缝呈现指向左侧的弧状特征,而非向右右侧的弧状形态,且呈现左低右高(高差约0.5cm的错台)的形态。这说明路堤存在向左侧发生滑移的可能,而非设计文件中反映的向右侧滑移。但由于技术人员认为右侧路堤发生了滑坡迹象,故忽略了左侧路堤及匝道内侧场地的调查。

现场核查时发现,左侧路面发育两条长约十余米的圈椅状裂缝,滑移方向指向左侧匝道内侧,这说明路堤向左侧匝道内侧存在多个滑移面。

2、设计文件中反映右侧路堤的坡脚浆砌片石边沟裂缝密集而确定为滑坡剪出口。但从现场核查看,这种密集状裂缝在区内边沟普遍存在,而非右侧路堤变形区边沟所特有。根据分析,该裂缝是由于边沟采用质量较差的泥质粉砂岩砌筑导致后期砂浆勾缝普遍脱落所致。

3、设计文件中反映右侧路堤的坡脚浆砌片石边沟出现外倾,但不能说明是右侧路堤滑移挤压所致。根据现场核查,边沟的外侧壁倾斜幅度明显较内侧壁大,这就说明可能是外侧水田和鱼塘浸泡位于边沟下部的陡坎所致。

4、设计文件反映变形区匝道有一条横穿左、右路堤的盖板涵。因此,如果右侧路堤发生向右侧的滑移,则涵洞结构上应有不超过路面裂缝范围的压剪裂缝。而如果左侧路堤发生向左侧的滑移,则涵洞结构上应有位于右侧路面裂缝和左侧路堤坡脚范围内的压剪裂缝。但技术人员现场调查时忽略了易于出现裂缝的刚性结构物涵洞病害调查,故需在现场核对。而在现场核对时发现,涵洞确实出现了长约1m的压剪裂缝,但裂缝位于涵洞左侧进口向内约15m部位,这恰恰说明了路堤存在向左侧匝道内侧滑移的迹象。

5、设计文件反映由于右侧路堤外侧坡脚鱼塘和水田的渗水造成路堤软化而向右侧出现滑移。但由于路堤填高10~11.2m形成附加应力时会造成下伏粉质粘土发生排水固结,故不会发生外侧地下水渗入粉质粘土的情况。

根据竣工图反馈,原路堤在填方以前设置了厚约50cm的碎石垫层。恰恰是碎石垫层成为了左侧匝道内场坪大面积地表汇水向右侧鱼塘或水田排水的通道,加之路堤盖板涵洞淤塞严重和左侧匝道内存在大面积高约10m的松散弃方,更加剧了碎石垫层的排水通道作用,故导致左侧地势较高的匝道内侧的汇水向地势较低的右侧边沟排水,使右侧边沟常处于积水状态。

此外,由于下伏碎石垫层的排水通道作用,导致上部具有一定膨胀性的含砾石的冰水堆积物路堤填料在长期的浸泡作用下发生软化,形成了一定厚度的软弱底错带,继而造成多年来路堤发生了缓慢变形。尤其左侧匝道内松散弃方规模较大造成匝道内暴雨时多有积水和地下水位较高,故造成路堤发生了指向左侧匝道内侧的滑移变形,

综上,匝道右侧路堤向右侧变形的可能性较小,路堤病害主要表现为依附于右幅路面的长约近百米贯通裂缝和左幅路面长约十余米的裂缝向左侧匝道内侧场坪的滑移变形,故设计方案应进行调整。即适当对右侧路堤进行预加固的基础上,重点处治路堤向左侧滑移的病害,具体方案如下:

首先在路基两侧边沟下部修建深度穿过路堤碎石垫层的截水盲沟,有效截断碎石垫层的排水通道作用;重新修建质量较好的边沟,对破损涵洞进行修复,清理涵洞内的淤泥,确保匝道内侧场坪汇水顺利由涵洞排出。

其次,综合考虑相关各方的意见的基础上,在右侧路堤中下部设置钢锚管框架预加固工程,左侧路堤在坡脚匝道内侧场坪利用弃方设置高度为4.5m,顶宽6m的反压体,并对匝道内侧场坪的弃方进行清理。

优化方案简单易行,有效对路堤病害进行了针对性的处治,工程造价低廉,是一个相对较优的方案。


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悠游2019
博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,世界交通灾害防治与应急委员会委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员
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