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1、公路滑坡、高边坡病害治理1工程概况：本路段位于XX高速公路A5标段，高速公路从山腰通过，左边坡的里程为K150+320K150+650，路堑边坡57m高,每10m设一个平台，1、2、3级设计边坡为1：0.5；4、5级为1：0.75；6级为1：1。12主要病害情况：（1）该山体具有滑坡史：1995年发生山体滑坡，造成11人死亡，多处民房被毁。（2）该坡面多处滑塌，上千立方滑坡存在两处，其里程为K150+432K150+460的3、4、5级边坡，长29m,沿滑动面方向长约27m，滑体深度28m；K150+490K150+620顶部出现滑坡，其中：K150+490K150+545段35级坡沿开挖轮廓
2、线滑坡，K150+545K150+620段为2、3级路堑边坡，滑体厚度05m。 （3）滑坡后观察其滑动面与水平夹角3550，滑体为残积亚粘土，砂质粘性土和块石土。（4）山体局部有渗水现象，土体含水量较大。3病害原因分析 31 边坡稳定性分析 为了准确把握拟建挡土墙后土体的稳定性及土压力情况，首先要对边坡进行稳定性分析。 由工程地质条件可知，拟建的挡土墙后土体为松散的碎砾石土，其粘聚力为零，即该土坡为无粘性土土坡，必须按照无粘性土土坡的稳定性分析方法进行分析。无粘性土形成的土坡，产生滑坡时其滑动面近似于平面，常用直线滑动面分析土坡的稳定性。均质的无粘性土坡颗粒间无粘聚力，只要坡面上的土体能保持稳
3、定，那么整个土坡便是稳定的。土坡的稳定性用土坡稳定安全系数来表示，抗剪力与抗切拉之比即为土坡稳定安全系数：K=根据规范，边坡工程等级为二级的土坡，采用直线式滑动法分析的土坡，安全稳定系数K取1.30，故该土坡的稳定坡角可以求出：其中 为土坡的安全稳定坡角。显然，所得的稳定坡角较小，与实际条件中约为60度的边坡相距甚大，因此该土坡是不稳定的，为了得到一个稳定的土坡，若不采取挡墙支护，则需要放缓坡，而实际的工程地质条件给定的坡高较高，放缓坡所需要的挖方量巨大，明显不经济，所以放缓坡不合适，必须采取挡墙支护。3.1.1山体上覆坡残基层及强风化层的厚度大于20m，土体松散，边坡具有不良地质现象的地貌形
4、态，稳定性差。岩体中的发育有倾向凌空的不利结构面，下伏为弱风化、微风化凝灰熔岩。3.1.2山体地下水丰富，局部有渗水现象，并且软硬土体变化界面明显，如岩土界面是滑坡体的主要滑动面。3.1.3“V”字形沟谷较多，山坡陡峭，地表水及溢流的冲刷及渗透严重。3.1.4水文地质的影响：广泛分布于第四系冲积层、洪积层及残坡层中，前两者水量丰富，后者水量较少，含水量接受大气降水的渗入补给。地下水水位及地表含水量受降水控制，季节变化性很大。基岩内潜水分布于基岩分化孔隙、裂隙中，由大气降水补给，水量较小，地下水流向与地形坡向一致或于断层裂隙中成带状分布，对边坡有一定影响。挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石
5、方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。遇到下列情况时可考虑修建挡土墙：（1） 陡坡地段；（2） 岩石风化的路堑边坡地段；（3） 为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；（4） 可能产生塌方、滑坡的不良地质地段；（5） 高填方地段；（6） 水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段；（7） 为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段。在考虑边坡病害的设计方案时，应与其他方案进行技术经济比较。例如，采用路堤或路肩挡土墙时，常与栈桥或填方等进行方案比较；采用路堑或山坡挡土墙时，常与隧道、明洞或刷缓边坡等方案进行比较，以求工程技术经济合理
6、。3.2挡土墙的类型及适用条件 挡土墙类型的划分方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。各类挡土墙的适用范围取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经济等因素。32.1重力式挡土墙重力式挡土墙一般由块石或混凝土材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的，因此，墙身截面较大，适用于小型工程，通常墙高小于8米，但结构简单，施工方便，能就地取材，因此广泛应用于实际工程中。322悬臂式挡土墙当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L型，由钢
7、筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。32.3扶壁式挡土墙由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，即沿悬臂式挡土墙的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶肋，把墙面板和墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。32.4锚定板及锚杆式挡土墙锚定板挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆和埋置在填土中的锚定板在现场拼装而成，依靠填土与结构的相互作用力维持其自身稳定。与重力式挡土墙相比，具有结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便等优点，特别适合用于地基承载力不大的地区。设计时，为了维持
8、锚定板挡土墙结构的内力平衡，必须保证锚定板结构周围的整体稳定和土的摩阻力大于由土自重和荷载产生的土压力。锚杆式挡土墙是利用嵌入坚实岩层的灌浆锚杆作为拉杆的一种挡土结构。32.5加筋土挡土墙由墙面板、拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋于填土间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。即是柔性结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动作用。施工简便、外形美观、占地面积小、而且对地基的适应性强。适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。32.6 土钉墙土钉墙是有面板、土钉与边坡相互作用形成的支挡结构。它适用于一般地区土质及破碎软岩质地段，也可置于桩板挡土墙之间支挡岩土以保证边坡
9、稳定。土钉墙面层为喷射混凝土中间夹钢筋网，土钉要和面板有效连接，外端设钢垫板或加强钢筋通过螺丝端杆锚具或焊接进行连接。3.3 重力式挡土墙的设计 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋，或只在局部范围配置少量钢筋，这种挡土墙形式简单，施工方便，可就地取材，适用性强，因而应用广泛。3.3.1土压力计算 3.3.2抗滑移稳定性验算3.3.3抗倾覆稳定性验算3.3.4地基承载力验算3.4 扶壁式挡土墙的设计 扶壁式挡土墙的设计内容主要包括墙
10、身构造设计、墙身截面尺寸的拟定，墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算、墙身配筋设计和裂缝开展宽度等。34.1墙身构造设计扶壁式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在910m左右，段长度不宜大于20m，扶肋间距应根据经济性要求确定，一般为1/41/2墙高，每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/101/4，但不应该小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可以采用等厚式，以便于施工。墙面板宽度和墙底板的厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于0.2m，可采用等厚的垂直面板。墙踵板宽一般为墙高的1/41/2，且不小于0.5m。墙趾板宽宜为墙高的1/201/5，墙底板板端厚度不
11、小于0.3m。3.4.2截面尺寸拟定根据建筑边坡工程技术规范及工程地质条件，此扶壁式挡土墙墙高拟定为H=10m,分段长度为20m,扶肋间距L=4m,扶肋宽度0.6m。墙面板顶宽b=300m,为了利于施工，采用等厚垂直面板，墙底板板端厚度0.4m,墙踵板宽度B1=1m。扶壁式挡土墙墙背垂直，BC为开挖后的土坡坡面，作为第一破裂面，BC与垂直方向的夹角为25度，ADBC即为破裂棱体。这个棱体作用着三个力，即破裂棱体的自重W，主动土压力的反力Ea，破裂面的反力R。其中Ea的方向与墙背成角，由工程地质条件所给得=，且偏于阻止棱体下滑的方向。R的方向与破裂面法线成角，同样偏于阻止棱体下滑的方向。3.4.
12、3墙面板设计计算1.计算模型与计算荷载墙面板计算通常取扶肋中到扶肋中或跨中到跨中的一段为计算单元，视为固支于扶肋及墙踵板上的三向固支板，属于超静定结构，一般作简化近似计算。计算时，将其沿墙高或墙长划分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条，假设每一个单位条上作用均布荷载，其大小为该条单位位置处的平均值，近似按支承于扶肋的连续板来计算水平板条的弯矩和剪力，按固支于墙底板上的刚架梁来计算竖向板条的弯矩。墙面板的荷载仅考虑墙后主动土压力的水平分力，而墙自重、土压力竖向分力及被动土压力等均不考虑。2. 水平内力根据墙面板计算模型，水平内力分别为： 支点负弯矩、支点剪力、跨中正弯矩、边跨自由端弯矩。墙面板承
13、受的最大水平正弯矩及最大水平负弯矩在竖直方向上分别发生在扶肋跨中的1/2H1处和扶肋固支处的第三个H1/4处，设计采用的弯矩值和实际弯矩值相比是安全的，对于固端梁而言，当它承受均布荷载时，其跨中弯矩应为，但是，考虑到墙面板虽然按连续梁计算，然而它们的固支程度并不充分，为安全起见，故设计值按式确定。3竖直弯矩墙面板在土压力的作用下，除了上述的水平弯矩外，将同时产生沿墙高方向的竖直弯矩。负弯矩出现在墙杯一侧底部H1/4范围内，正弯矩出现在墙面一侧，最大值在第三个H1/4段内。沿墙长方向（纵向），竖直弯矩呈抛物线形分布。设计时，可采用中部2l/3范围内的竖直弯矩不变，两端各l/6范围内的竖直弯矩较跨
14、中减少一半的阶梯形分布。4. 扶肋外悬臂长度的确定扶肋外外悬臂节长，可按悬臂梁的固端弯矩与设计用弯矩相等求得。3.4.5墙踵板设计计算 1. 计算模型和计算荷载墙踵板可视为支承于扶肋上的连续板，不计墙面板对它的约束，而视其为铰支。内力计算时，可将墙踵板顺墙长方向划分为若干单位宽度的水平板条，根据作用于墙踵板上的荷载，对每一个连续板条进行弯矩，剪力计算，并假定竖向荷载在每一连续板条上的最大值均匀作用在板条上。将上述荷载在墙踵板上的引起的竖向应力叠加，即可得到墙踵板的计算荷载。由于墙面板对墙踵板的支撑约束作用，在墙踵板与墙面板的衔接处，墙踵板沿墙长方向板条的弯矩为零，并向墙踵方向变形逐渐增大。故可
15、近似假设沿墙踵板的计算荷载为三角形分布，最大值在踵点处。2.纵向内力 墙踵板顺墙长方向板条的弯矩和剪力计算与墙面板相同，各内力分别为：支点负弯矩、跨中正弯矩、边跨自由端弯矩、3. 横向弯矩 墙踵板沿墙长方向（横向）的弯矩由两部分组成：三角形分布荷载作用下产生的横向弯矩最大值出现在墙踵板的根部。由于墙踵板的宽度通常只有墙高的1/3左右，其值一般较小，对墙踵板横向配筋不起控制作用，故不必计算此横向弯矩。由于在荷载作用下墙面板与墙踵板有相反方向的移动趋势，即在墙踵板根部产生与墙面板的竖直弯矩纵向分布的相同。3.4.6 扶肋设计计算1.计算模型与计算荷载扶肋可视为锚固在墙踵板上的T形变截面悬臂梁，墙面板则作为该T形梁的翼缘板，翼缘板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽，为了简化计算，只考虑墙背主动土压力的水平分力，而扶肋和墙面板的自重以及土压力的竖向分力忽略不计。2.剪力和弯矩 悬臂梁承受两相邻的跨中至跨中长度lw与墙面板高H1范围内的土压力。3. 翼缘宽度扶肋的受压区有效翼缘宽度bi, 墙顶部bi=b,底部b1=Lw, 中间为直线变化。3.4.7容许应力验算扶壁式挡土墙的验算内容包括抗滑移稳定性，抗倾覆稳定性，基底应力及合力偏心距的验算。
