臨河路段路基邊坡穩(wěn)定性影響分析和處理研究

張鐵軍

(江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，江蘇 南京 210046)

1 臨河路段路基穩(wěn)定性影響因素分析

1.1 河塘深度對(duì)臨河路基邊坡穩(wěn)定性影響分析

在道路設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，一旦遇到臨河路基，往往需要對(duì)現(xiàn)狀河塘進(jìn)行調(diào)查，其中塘深就是一項(xiàng)很重要的調(diào)查，因?yàn)楹犹恋纳疃葘?duì)沿河的道路路基穩(wěn)定性影響較大，具體影響如圖1所示。

圖1 河塘深度與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖1可以明顯看出，河塘深度越深，沿河路基的邊坡穩(wěn)定性越差，河塘深度在2 m以內(nèi)，對(duì)沿河路堤的邊坡穩(wěn)定性影響相對(duì)較小，超過(guò)2 m時(shí)，臨河路基越容易產(chǎn)生失穩(wěn)，因此在道路選線和規(guī)劃過(guò)程中，道路紅線應(yīng)盡量避開(kāi)河塘較深的路段，若道路沿線規(guī)劃有景觀河道，則應(yīng)控制好規(guī)劃河道深度，以免對(duì)道路工程建設(shè)造成不利影響，從而導(dǎo)致路基失穩(wěn)，引起道路開(kāi)裂甚至滑坡，對(duì)于一些不可避免的深河塘段，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，采取合理的加固措施，維持路基的穩(wěn)定，確保工程質(zhì)量。

1.2 臨河距離對(duì)臨河路基邊坡穩(wěn)定性影響分析

在道路工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于不可避免的臨河路段，需要根據(jù)工程地質(zhì)條件，分析路基離臨河距離對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，宏觀來(lái)說(shuō)，路基臨河距離越遠(yuǎn)，路基越穩(wěn)定，臨河越近，穩(wěn)定性越差。因此，如何控制好合適的臨河距離成為道路工程建設(shè)過(guò)程中需要重點(diǎn)研究的，也是道路選線和規(guī)劃的重要參考，特別對(duì)于城市道路，臨河過(guò)遠(yuǎn)，往往會(huì)導(dǎo)致道路紅線與河道之間地塊無(wú)法得到有效開(kāi)發(fā)而浪費(fèi)，臨河過(guò)近，又會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn)，因此分析了不同的臨河距離對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，具體如圖2所示。

圖2 臨河距離與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖2中可以明顯看出，在路基高度一定的情況下，臨河路基越遠(yuǎn)，道路穩(wěn)定性越好，越安全，基本上臨河距離達(dá)到10～12 m以上，路基的穩(wěn)定性相對(duì)較好，在該臨河距離下，河塘對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小，可以基本上認(rèn)定為非臨河路段；同時(shí)從圖2中也可以看出，路基臨河距離在6 m以下時(shí)，路基容易產(chǎn)生失穩(wěn)，該范圍內(nèi)調(diào)整路基的臨河距離對(duì)改善路基穩(wěn)定性的作用相對(duì)較??；臨河距離超過(guò)6 m以上時(shí)，即在6～12 m范圍內(nèi)對(duì)路基的穩(wěn)定性影響非常顯著，臨河距離超過(guò)12 m以上時(shí)，基本上河道對(duì)路基穩(wěn)定性影響相對(duì)較小。

因此從圖2中可以得出，路基臨河距離在6 m以內(nèi)時(shí)，路基產(chǎn)生失穩(wěn)的可能性非常大，路基臨河距離在6～12 m時(shí)，路基穩(wěn)定性迅速得到提高，路基臨河距離在10～12 m以上時(shí)，路基較為穩(wěn)定，河塘對(duì)路基穩(wěn)定性影響較弱。因此在實(shí)際道路工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)合理控制道路的臨河距離，最好控制在10～12 m以上，這樣路基的穩(wěn)定性能夠得到保證，即使在軟土等特殊路段，路基穩(wěn)定性不夠，可采用簡(jiǎn)單的處理方式就能保證路基穩(wěn)定，節(jié)省工程投資，提升工程質(zhì)量。

1.3 軟土的埋深對(duì)臨河路基邊坡穩(wěn)定性影響分析

軟土路段的臨河路段路基最容易發(fā)生失穩(wěn)開(kāi)裂甚至滑坡，由于軟土性質(zhì)越差、強(qiáng)度較低，臨河路基的穩(wěn)定性往往相對(duì)較差，因此加強(qiáng)軟土路段臨河路基穩(wěn)定性分析研究尤為重要，其中軟土埋深對(duì)臨河路基穩(wěn)定性的影響尤為顯著，分析了臨河路段不同軟土深度對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性的影響，并結(jié)合實(shí)際道路工程建設(shè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)軟土地基路段的臨河路基處理提供有效的經(jīng)驗(yàn)，軟土的埋深對(duì)臨河路基穩(wěn)定性影響如圖3所示。

圖3 軟土埋深與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖3中可以明顯看出，臨河路段路基穩(wěn)定性隨著軟土埋深的增加而增加，軟土埋深對(duì)于臨河路段路基穩(wěn)定性影響較大，從圖3中可以看出，軟土埋深越淺，臨河路段路基的穩(wěn)定性越差，越容易產(chǎn)生失穩(wěn)和滑坡，軟土埋深越深，臨河路段的穩(wěn)定性越好。

從圖3中也可以看出，軟土埋深在6 m以內(nèi)對(duì)臨河路段的穩(wěn)定性影響較大，即淺層軟土對(duì)臨河路段路基穩(wěn)定性影響較大，軟土埋深超過(guò)6 m以上，臨河路段的路基穩(wěn)定性迅速提高，對(duì)于埋深超過(guò)10 m以上時(shí)，軟土對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小，路基較為穩(wěn)定。因此在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于臨河路段的路基，需要認(rèn)真研究工程地質(zhì)報(bào)告，對(duì)于軟土埋深較淺的路段需要重點(diǎn)關(guān)注和分析，對(duì)于這些路段路基穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求的，應(yīng)采取合理的工程處理措施來(lái)提高臨河路基的穩(wěn)定性。

1.4 道路的填土高度對(duì)臨河路基邊坡穩(wěn)定性影響分析

道路的填土高度一般是根據(jù)規(guī)劃控制標(biāo)高、地下水位埋深、洪水位等因素綜合確定的，道路項(xiàng)目一般要保證路基處于中濕及以上狀態(tài)，而不同的路基填土高度對(duì)于臨河路段的路基穩(wěn)定性影響較大，因此合理確定臨河路段路基填土高度尤為重要，填土高度越高，路基穩(wěn)定性越差，路基填土高度對(duì)于臨河路段路基的穩(wěn)定性影響尤為顯著，具體如圖4所示。

圖4 道路填土高度與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖4中可以明顯看出，臨河路段路基，路基填土高度越高，路基穩(wěn)定性越差。因此道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，要合理控制臨河路段的路基填土高度，盡量以低填為主，從圖4中可以看出，臨河路段路基填土高度在3 m以內(nèi)時(shí)，路基穩(wěn)定性較好，超過(guò)3 m以上的路基填高，路基穩(wěn)定性會(huì)急劇下降。工程中也經(jīng)常遇到類(lèi)似情況，填土高度過(guò)高，路基會(huì)朝向河道一側(cè)滑坡，教訓(xùn)較多，因此在道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制臨河路段的填高，臨河路段盡量以低填為主，降低地基處理難度，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。

以上分析了影響臨河路段的路基穩(wěn)定性的四個(gè)常見(jiàn)影響因素，河塘塘深、臨河距離、軟土埋深和路基的填土高度。在道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要認(rèn)真研究臨河路段路基，對(duì)于河塘較深、離河較近、軟土埋深淺、填土高度高的路段重點(diǎn)關(guān)注，路基穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求的，采用合適的地基處理方式增強(qiáng)路基穩(wěn)定性，就臨河路段地基處理，介紹幾種常見(jiàn)的處理方式，研究其處理后的相關(guān)規(guī)律，為臨河路段的路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供一定的參考。

目前對(duì)于臨河路段路基穩(wěn)定性處理方案常見(jiàn)的有路基加筋處理、淺層換填處理和水泥土攪拌樁深層處理，這幾種處理方式最為常見(jiàn)，效果也尤為顯著，路堤加筋處理目前是最常用的一種臨河處理方式，工程成本最低，水泥土攪拌樁處理工程成本相對(duì)較高。

2 臨河路段路基穩(wěn)定性處理方案

2.1 路堤加筋處理對(duì)臨河路段穩(wěn)定性影響

道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到臨河路段，首先需要分析路基的穩(wěn)定性是否滿足規(guī)范要求，對(duì)于不滿足規(guī)范要求的，可采用路堤加筋處理，一般是在路基底部鋪設(shè)土工格柵，或者其它土工合成材料，根據(jù)不同的臨河情況，選擇不同強(qiáng)度的土工材料，處理后路基的穩(wěn)定性會(huì)得到顯著提高，路基加筋處理如圖5所示。

圖5 路基加筋處理與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖5中可以明顯看出，臨河路段路基，不同的路基填土高度下，經(jīng)加筋處理后穩(wěn)定性可以得到較大提升，在路基底部鋪設(shè)一層加筋處理和二層加筋處理效果也明顯不同，同樣的填土高度下，二層路基加筋處理比一層加筋處理效果明顯要好。因此對(duì)于臨河路基較近、軟土埋深淺、路基填土相對(duì)較高的路段，為增強(qiáng)路基穩(wěn)定性，可以采用二層加筋處理；而對(duì)于臨河路段較遠(yuǎn)、軟土埋深較深、路基填土高度較低的路段，可以采用一層路基加筋處理，經(jīng)過(guò)加筋處理后，臨河路段的路基穩(wěn)定性將會(huì)得到極大的增強(qiáng)，確保了工程質(zhì)量，同時(shí)路基加筋工程成本較低，在臨河路段的路基穩(wěn)定性處理中經(jīng)常被采用，實(shí)踐證明效果較好。

然而從圖5中也可以看出，臨河路段路基填土高度越高，路基加筋的處理效果越弱，對(duì)于高填方的臨河路段，可以考慮采用其它的穩(wěn)定性處理措施，例如換填處理，水泥土攪拌樁處理，或者這幾種處理方式相結(jié)合來(lái)增強(qiáng)臨河路段的路基穩(wěn)定性。

2.2 換填加筋聯(lián)合處理和水泥土攪拌樁處理對(duì)臨河路段穩(wěn)定性影響

對(duì)于臨河路段高填方路基，僅采用路基加筋處理效果不顯著時(shí)，可以考慮換填加筋聯(lián)合處理和水泥土攪拌樁處理，處理后路基穩(wěn)定性會(huì)得到顯著改善，處理效果如圖6所示。

圖6 換填和水泥土攪拌樁處理與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系

從圖6中可以明顯看出，不同的填土高度下的臨河路段路基，換填和加筋聯(lián)合處理、水泥土攪拌樁處理后，臨河段的路基穩(wěn)定性得到極大的提升，效果比單一的路基加筋處理方式更好，而且從圖6中可以看出，水泥土攪拌樁處理效果最為顯著，處理后穩(wěn)定性最好，但是換填和加筋聯(lián)合處理以及水泥土攪拌樁處理雖然效果較好，但是造價(jià)相比路基加筋處理要高，因此在道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，要針對(duì)具體的情況選擇合理的處理方案，既要保證臨河段路基的穩(wěn)定性，也要控制合理的工程造價(jià)，這需要不斷的探索和研究，不斷總結(jié)和提高。

3 結(jié) 論

(1)臨河路段路基穩(wěn)定性的影響因素較多，常見(jiàn)的有河塘深度、臨河距離，軟土埋深和路基填高，往往河塘越深、臨河距離越近、軟土埋深淺、路基填土高，路基穩(wěn)定性越差。在道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)這些路段，重點(diǎn)分析其穩(wěn)定性，并針對(duì)性的采取工程處理措施。

(2)臨河路段，選線和規(guī)劃時(shí)，應(yīng)合理控制路基離河塘的距離，一般在10～12 m以上較為合適，河塘對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小，路基較為穩(wěn)定，同時(shí)埋深小于6 m以內(nèi)的淺層軟土對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較大，深層軟土影響較小，同時(shí)道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，臨河路段應(yīng)采用低填路基，路基高度控制在3 m以內(nèi)對(duì)路基的穩(wěn)定性較好。

(3)臨河路段采用路基加筋處理效果較好，對(duì)于填土高度低、臨河距離遠(yuǎn)的路段可以采用一層加筋處理，對(duì)于填土高度高、臨河距離近的路段可采用雙層加筋處理，處理后路基穩(wěn)定性可以得到較大提高，而且路基加筋處理成本較低。

(4)對(duì)于臨河較近、高填方的路段，單一路基加筋處理效果不顯著時(shí)，可以考慮采用換填和加筋聯(lián)合處理或水泥土攪拌樁處理，這兩種處理方式對(duì)于提升臨河路段路基穩(wěn)定性效果顯著，但是造價(jià)相對(duì)較高，在道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同的臨河條件，有針對(duì)性的選用合理的處理方式，既要增強(qiáng)臨河路基的路基穩(wěn)定性，又要合理控制工程造價(jià)。