加筋土柔性挡墙在高速公路边坡滑坡处治中的应用

石方楠

摘要：加筋土柔性挡墙作为一种柔性防护结构物，可以适应坡体微量形变且抗震性能良好。文章结合高速公路膨胀土边坡滑坡处治案例，通过对不同处治方案进行比选，介绍了加筋土柔性挡墙的设计、工作原理及所达到的防护效果，以期为类似高速公路膨胀土边坡滑坡处治工程提供参考。

关键词：加筋土挡墙;柔性支护;膨胀土;滑坡处治

中国分类号：U417.1+15文章标识码：A060223

0 引言

加筋土柔性挡墙能适应膨胀土边坡轻微形变，保证边坡稳定，兼备施工安全、进度快的优点，不仅能较好地治理高速公路边坡滑坡问题，而且有利于保护环境，具有明显的社会效益，在高速公路边坡防护处治中有较为广泛的应用前景。本文结合广西某高速公路膨胀土边坡滑坡处治的工程实例，说明了滑坡工程概况、加筋土柔性挡墙的设计方案及防护效果。

1 滑坡工程概况

1.1 滑坡基本情况

广西某高速公路K58+485～K58+545段右侧为四级挖方边坡，最大坡高35.53 m，地质为弱膨胀性岩土。边坡采用的坡率是1∶1.25～1∶1.75，防护类型为拱形骨架+植草绿化，周围截、排水系统齐全。该高速公路在2017年建成通车，在试运营过程中，K58+485～K58+545段右侧一级边坡因受到2019年5月强降雨影响，发生滑坡，但上部边坡未出现裂缝。随后，因连续强降雨，K58+485～K58+545边坡变形进一步发展，同时上部二、三、四级边坡出现裂缝、错台。

1.2 滑坡基本特征

1.2.1 滑坡空间形态

滑坡滑动方向与线路大桩号方向夹角约60°，滑动走向为325°。滑坡总体积约5.28万m3，沿滑移方向长110 m左右，沿高速公路走向总长度为60 m左右，滑体的厚度在5～12.5 m之间。滑体整体形态呈“长舌状”，其剪出口位于线路右侧路基边坡坡脚处，侧翼及后侧边界清晰可辨。滑面空间形态近似于圆弧形状，倾角为上陡下缓，后侧较为陡峭，中前侧比较平缓，角度约50°～60°。滑坡后边界错臺（高约3 m）、裂缝较为明显。

1.2.2 滑坡成因

滑坡成因包括坡体自身原因和外在影响，两者是有相互关联、互为补充的。滑坡形成是由多种原因综合影响的，包括地形地貌、坡体构造、膨胀性岩土等内因，以及连续强降雨、地下水充足、农用机耕路改路施工等外因。经分析讨论，确认该段边坡变形破坏主要原因是膨胀性岩土边坡在连续强降雨下饱水，坡体土质间粘结力减弱、重力增加，从而引起边坡变形失稳，形成滑坡。

2 滑坡治理方案比选

根据对滑坡工程概况分析，滑坡处治应重点在加强坡体支护，同时完善地下水、地表水排水设施，保证边坡稳定，不再变形。

从边坡实际情况出发，拟定以下方案对滑坡进行处治：

2.1 抗滑桩方案

在二级挖方边坡平台布设14根截面直径尺寸均为2.2 m的圆形抗滑桩对坡体进行防护，同时在一级边坡设置大体积格宾挡土墙抵抗桩前剩余下滑力。抗滑桩总桩长406 m，最小桩长26 m，全长打入土中，桩间距为4 m，桩顶采用混凝土帽梁连系，所需混凝土数量为1 542 m3;方案造价为729.3万元（见表1）。该方案采用抗滑桩作为设计周期内永久支护构造，下滑坡体土压力传递给抗滑桩体，桩体再传递力至下层土体，由此不仅可以保证边坡稳定，具有较好的防护效果，同时不需补征地、挖方工程量小、排水设施工程量较小。但需增设抗滑桩长度较长、格宾挡墙圬工量大，造价高，且施工安全风险高、滑坡体不稳定，对施工过程影响很大，同时桩体裸露，造型突兀，影响外观。

2.2 加筋土柔性挡墙方案

在挖除滑坡体后，采用柔性支护回填至设计坡面，坡体设置仰斜式排水沟。采用的柔性支护体尺寸根据滑坡体位置不同，采用不同宽度及高度（最大宽度20 m，最小宽度6 m;最大高度32 m，最小高度8 m）;方案造价553.7万元（见表1）。该方案采取柔性支护回填进行防护，下滑坡体土压力传递给柔性挡墙，柔性挡墙通过墙体及土工格栅平衡土压力，保证边坡稳定。柔性支护能适应地基的不均匀沉降及膨胀土的轻微变形，具有较好的现场适应性，防护效果好;能充分利用原有边坡土体，减少弃土，造价较低，生态环保;同时对边坡进行绿化，与相邻边坡协调一致，造型美观。其缺点是加筋土挡墙施工时需要较大临时用地以堆放作为回填料的挖方，同时挖方、填方工程量较大。

比较以上滑坡处治方案，从全寿命周期成本角度出发，综合考虑造价、进度、安全等因素，因加筋土挡墙节省工程金额、生态环保，同时施工所用圬工量少、弃土少、施工安全，兼顾造型美观、与自然和谐，所以加筋土柔性挡墙方案作为推荐方案实施。

3 滑坡治理方案设计

3.1 设计方案

根据广西地区膨胀土边坡的治理经验，挖除滑坡体并采用柔性支护回填，同时将既有坡面适当放缓。在柔性支护后部设置排水层确保地表水及地下水及时排出。

（1）加筋土柔性挡墙坡率为1∶1.5～1∶1.75，每级柔性支护底部设置一道平台截水沟;边坡开挖线5 m范围外设置路堑顶截水沟。

（2）为保证基底稳定，加筋土挡墙支护体基础深1.5 m，设置两层，下层采用碎石垫层0.5 m，上层采用土工格栅反包碎石0.5 m，层间距为0.5 m，共两层。

（3）加筋体填料采用滑坡挖土回填，填土不足部分采用借土回填，每一层松铺填料厚度≤30 cm，施工方式与填筑路堤相同，压实度≥85%。

（4）加筋土挡墙后排水层水平宽度≥1 m，回填材料为透水性碎石或砂砾，保证排水顺畅;为防止土工格栅损坏，柔性边坡完成后及时回填填料。采用的渗沟规格为宽度×深度=0.5 m×0.5 m。

（5）采用“两布一膜”作为加筋土挡墙柔性支护体各级平台以及基础底部的隔水、防水材料，同时墙面回填30 cm种植土进行种植绿化。

（6）加筋土挡墙回填压实时，土工格栅的间距为50 cm（压实后间距）;将格栅拉紧并锚固在填料的锚钉间距为1.2 m;本层U型钉对下层预留的1.5 m格栅进行反包，并与上层U型钉相连。

（7）加筋土挡墙柔性支护上部边坡采用喷射混凝土封闭，裂缝位置两侧2 m范围内铺设“两布一膜”后再封闭边坡。

（8）加筋土柔性挡墙支护如下页图1所示。

3.2 加筋土挡墙原理

加筋土挡墙是每两层填土后将土工格栅锚固在填料上，填筑超挖土方并压实，从而形成柔性加筋体;同时设置地下、地上排水设施确保柔性加筋体整体运作良好。

（1）格栅与土体间相互作用，可以提升加筋土的整体抗剪切能力，使加筋土具有较好的整体性能。

（2）根据滑坡体位置不同而使用不同尺寸的柔性加筋体，其具有足够的自重，可以抵抗滑坡体不同位置对支护结构的土体压力，从而满足邊坡稳定要求。

（3）柔性支护体系具备完善的地表、地下排水设施，确保支护体系整体作用良好。

3.3 施工后坡体稳定性分析

使用理正岩土计算系列软件对该滑坡K58+500处典型横断面进行施工后边坡稳定性分析，计算简图如图2所示。根据验收结果，该边坡设置柔性支护体系后，计算出最不利状态下安全系数为1.321（≥1.2），计算结果如表2所示，满足边坡稳定性要求。

4 防护效果

在滑坡处治方案施工后，边坡稳定，未出现开裂、滑坡等现象，起到了有效防护支挡的作用。在边坡稳定后对坡面进行了植物绿化施工，使滑坡范围内基本恢复至原有环境。滑坡处治完成后，边坡造型美观、与周边环境协调、生态环保、绿化良好，体现了路与自然协调的精品、进步、和谐建设理念，因此可以认定滑坡处治效果比较理想。

5 结语

加筋土挡墙柔性支护抗震性能优良，工程费用较低，不仅外形美观、生态环保、与自然协调，而且施工安全、进度快，具有良好的社会效益，是对部分膨胀土边坡滑坡的有效处治措施。根据本工程实施的防护效果，加筋土挡墙柔性支护完成后，边坡处于稳定、安全状态，可为类似膨胀土滑坡处治工程提供参考。

参考文献：

[1]刘敬霜，农承尚.加筋土柔性挡墙在公路边坡滑塌处理中的应用[J].西部交通科技，2013（5）：54-56.

[2]陈建荣，俞红光，黄天元.柔性生态挡墙在浙江高速公路中的应用[J].浙江交通职业技术学院学报，2013，11（1）：20-24.

[3]卢其发.加筋土柔性挡墙在公路边坡滑塌处理中的应用[J].公路交通科技，2016（10）：45-47.

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