浅谈广吉高速高填路基边坡滑坡处治方案的选择

■乐雪萍 戴永松

(1.洪都建设集团有限公司，南昌 330025；2.江西省天佑水利水电工程建设有限公司，上饶 333200)

0 引言

路基滑坡是高速公路常见病害，而且穿越丘陵区，由于软基地质情况隐蔽，地质勘探覆盖不足,受雨水下渗，填土自重加大等， 路堤填筑易形成不均匀沉降和开裂造成滑坡，为确保工程质量、降低工程成本，特对各种处治方案进行对比分析与选择。

1 工程简介

在建广吉高速公路K14+340～K14+460 为软基路基，该边坡最大填土高度22.80m，位于山间谷底之间，场区处于为丘陵地貌，丘坡较陡。 最大填土高度为22.8m，设计边坡坡率为：第一级1∶1.5，无平台，第2 级1∶1.75，平台2.0m，第三级1∶2.0。 原设计方案为高性能压路机增强补压+土工格栅，地基采用80cm 开山石渣换填。

2 现场施工情况及边坡滑移垮塌原因分析

现场施工情况，先是清除80cm 表层软土，露出黄土层，用压路机进行碾压后，用80cm 开山石渣进行换填，换填压实后+土工格栅进行路基分层填筑，并采用每填筑2m 用32t 压路机进行增强补压。 路基填高约达11m 时，该段的路基右幅出现了沉陷滑移，路基最大沉陷处达3m多深，同时右侧路基往外推移，呈现半圆形、宽约20cm的裂缝，造成该段路基坡脚处往外近30m 范围的农田隆起和推移，电线杆倾斜，农作物呈倾倒伏。 经设计单位补充地质钻探， 该段地基土层自地表以下4.6～11m 处存在淤泥质土夹层，地基土层从上到下依次为可塑粉质粘土、淤泥质土、 可塑粉质粘土及硬塑粉质粘土。 与原设计不符。根据补充勘察，路堤边坡按照变形破坏前的设计坡率建立地质模型，采用反复剪参数进行计算，反映了该层土在极限状态下的力学强度。 填高12m 已经不稳定，填高22.8m 更不稳定。 若不经过进一步软基处理，直接进行路基填筑，将造成路堤不均匀沉降及失稳。

3 处治初步方案

为了保证该段高填路基成型后的稳定性和强度，保证通车后的行车安全，需将已填筑的土体挖除进行卸载，之后对该段软基进行加固处理。具体处理各方案如下：方案一，素混凝土桩方案；方案二，水泥搅拌桩+支挡桩方案；方案三，桥梁形式跨越。

3.1 方案一，素混凝土桩方案

(1)在素混凝土桩施工前，需对已填筑的路堤开挖，保留1m 填筑土作为素混凝土桩施工平台。 挖除回填土总量约5.6 万m3。

(2)素混凝土桩桩径为0.4m，间距1.1m，矩形布设，桩长14m，处理面积约11357m2。

(3)在1m 原状土顶部设置0.5m 碎石垫层+土工格栅，引导上部地下水顺利排出，避免下渗，破坏地基持力层力学性能。

(4)素混凝土桩桩身强度、刚度，整体性优于水泥搅拌桩、碎石桩，并且施工质量易于控制。 但由于桩体数量巨大，并需跳桩施工，施工工期较长。

(5)本方案预算增加造价约1496.19 万元。

3.2 方案二,水泥搅拌桩+支挡桩

(1)在进行水泥搅拌桩施工前，需对已填筑的路堤开挖，保留1m 填筑土作为素混凝土桩施工平台。 挖除回填土总量约为5.6 万m3。

(2) 水泥搅拌桩处理面积共约为7598m2。 桩径为0.5m， 间距1.3m， 三角形布设， 桩长14m， 处理面积5537m2；桩径为0.5m，间距1.5m，三角形布设，桩长11m，处理面积2061m2。

(3)在实测裂缝周界范围内边坡二级平台处布设一排圆形支挡桩，布设桩号范围K14+359～K14+460，直线型布设，桩长24m，桩径1.2m。 桩间设置系梁，总计43 根。

(4)在1m 原状土顶部设置0.5m 碎石垫层+土工格栅，引导上部地下水顺利排出，避免下渗，破坏地基持力层力学性能。

(5)桩后设置反压护道及灌溉渠，宽度8m，采用1∶2.0坡度放坡。

(6)水泥搅拌桩+支挡桩组合方案，解决了路基滑移的侧向应力和路基地基承载力不足的问题， 较素混凝土桩更加经济， 且素混凝土桩的抗剪效果较支挡桩效果差很多。

(7)本方案预算增加造价约701.36 万元。

3.3 方案三,桥梁方案

(1)桥梁方案通过桩基础克服软弱地基造成的不良影响，充分利用浅层、深层土的侧摩阻。

(2)全桥共2 联，4×20+4×20m；上部结构采用预应力砼(后张)小箱梁，先简支后连续；下部结构采用柱式墩，墩台采用桩基础。

(3)桥梁方案整体安全性可靠，施工质量可控，后期维护费较少。

(4)本方案预算增加造价约1149.38 万元。

4 方案比选

采用层次分析法对定性指标定量化的1-9 标度评分，标度越大越好，越能令人满意，通过百分制计算三种方案最终得分，得分最高为最优方案。具体定性指标定量化评分见图1。

图1 1-9 标度评分图

在对三种方案性能分析的基础上， 作功能分析和整理，根据重要性给予不同的权重指标，权重分配如下：施工工期0.3、建设费用0.2、环境影响0.2、技术可靠性0.1、施工难易0.1、施工安全性0.1。

4.1 施工工期方面

方案一周期较长，约4 个月，由于桩体数量巨大，并需跳桩施工，施工工期较长；方案二周期短，约3 个月，水泥搅拌桩与支挡桩可同时施工；方案三周期一般，约3.5个月，上下部可同时施工。

4.2 建设费用

方案一预算增加造价约1496.19 万元； 方案二预算增加造价约701.36 万元； 方案三预算增加造价约1149.38 万元。

4.3 对环境的影响

方案一噪音污染严重，泥浆易污染周边场地，混凝土要用到砂石材料，需求量较大，开采破坏生态环境；方案二噪音污染较少；每延米只需用水泥50kg，只有桩基用到少量混凝土;方案三噪音污染严重，泥浆易污染周边场地,桩基、梁板要大量用到混凝土，砂石地材需求量很大，且因原设计本标段内土方填挖平衡造成了弃方， 极大地破坏了生态环境。

4.4 技术可靠性方面

方案一地基承载力可满足质量要求， 但抗剪性能不佳；方案二既可满足路基土体荷载要求，又可满足抗剪要求；方案三采用摩擦桩处理软基效果明显，可满足要求。

4.5 施工难易性方面

方案一施工工艺运用较少，操作性不强；方案二施工工艺较成熟，可操作性强；方案三施工工艺较成熟，操作性强。

4.6 施工安全性方面

方案一危险源较少，无重大危险源；方案二危险源较少，无重大危险源；方案三危险源较多，墩柱，盖梁施工高空作业、 预制梁架设吊装有重大危险源。 方案对比见表1，方案最终得分表见表2。

表1 方案对比表

表2 方案最终得分表

5 完工后检测结果

水泥搅拌桩施工完成后， 委托有资质的第三方测单位，由建设、监理、施工单位共同随机选取确定了9 个点进行复合地基静载荷试验(慢速维持荷载法)，实测复合地基承载力特征值均不小于150kPa，满足设计要求，复合地基静载荷试验结果如表3 所示。

表3 复合地基静载荷试验结果表

土方填筑至路床标高， 经过6 个月沉降观测结果表明该段软基工后沉降3.2cm， 符合设计控制在4cm 以内的要求，满足工程建设需求。

6 结束语

综上所述， 采用水泥搅拌桩+支挡桩的组合方案，是一种可靠的较优方案，每延米只需用水泥50kg，避免了大量使用混凝土，避免了弃方，极大地保护了生态环境，为国家节约投资，低耗高能，少投多产，取得了良好的社会效益和可观的经济效益，值得推广应用。