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呼集高速公路是國家高速公路網(wǎng)G6(北京-拉薩)的一段，該段高速公路于2005建成通車。項目位于山嶺重丘區(qū)，總體呈東西走向。由于項目所處地區(qū)地形復雜，高填深挖工程較多，挖方路基邊坡多采用實體漿砌片石護面墻、漿砌片石拱形骨架護面墻和擋土墻等圬工防護。2010年以來，沿線挖方段陰坡邊坡防護工程開始出現(xiàn)鼓包、滑塌等病害，尤其以K368處挖方邊坡坍塌病害較為典型。本文對該處邊坡地質(zhì)水文情況、破壞原因進行了深入有限元分析，認為該處邊坡破壞的主要原因是由于挖方段線外排水及坡面排水不暢造成的，通過有限元建模計算得出該邊坡在地面水滲流作用下的破壞模式與現(xiàn)場實際坍塌情況高度一致。通過研究結(jié)論，最終確定了該邊坡的處置方案，為該段高速公路乃至附近類似項目的病害整治提供了非常有價值的參考。
呼集高速公路處于察哈爾熔巖臺地，整體呈東西走向，K368處邊坡位于臺地的山前坡積區(qū)，該段邊坡處于高速公路南側(cè)山前陰坡，地勢南高北低。地質(zhì)情況通過邊坡坍塌出露的斷面可以看出該邊坡的地質(zhì)情況：該邊坡長度約300m，出現(xiàn)坍塌病害的段落長度約160m，邊坡高度為22m，邊坡上部0～10.0m為紅色高液限黏土(含少量碎石)，含水量高，基本達到軟縮狀態(tài)；10.0～15m為風化泥質(zhì)砂巖；15～22m為風化砂巖(含少量粗礫)。
邊坡采用臺階式斷面，下部臺階高度為4.0m，以上中間處臺階高度為10m，最高處臺階高度為8m，最下部臺階寬度為4m，以上臺階寬度均為2m；邊坡最下部臺階邊坡坡率為1:0.5，以上臺階邊坡坡率均為1:1.5；邊坡最下部設(shè)置了漿砌片石擋土墻，擋墻頂部設(shè)有排水溝，以上邊坡靠西側(cè)120m采用漿砌片石拱形骨架植草防護，東側(cè)40m采用漿砌片石護坡，邊坡頂部外側(cè)5m處設(shè)有截水溝。2015年7月雨季降雨量較大，導致該處邊坡坡面防護和部分表層土體出現(xiàn)滑移，護面墻頂部和中上部出現(xiàn)了多條0.2～0.5m寬的橫向裂縫，坡腳設(shè)置的擋土墻頂部出現(xiàn)推移、坍塌病害。
由于該邊坡頂部沿路線方向地形起伏不大，所設(shè)置的截水溝沒有進行縱斷面設(shè)計，導致局部截水溝存在排水不暢的問題；截水溝水下滲進入邊坡土體；由于坡面砌體的存在，導致進入坡體的自由水無法順暢排出；由于邊坡表面土體透水性較差，滯留的水體在邊坡表面一定范圍內(nèi)形成淺層滯水，這部分淺層滯水是導致邊坡滑塌的主要因素，具體有以下幾個方面：①滯水導致表層土體軟化，使土體抗剪強度降低，同時在護面墻與邊坡之間的接觸面產(chǎn)生一定的潤滑作用。②邊坡土體含水量增大后，邊坡軟弱層的下滑力也會增大。③水在邊坡表層土體軟弱層內(nèi)滲流時，會產(chǎn)生一定的動水壓力，若滲流量過大，坡體下滑速度也會加快。④在邊坡表層土體內(nèi)產(chǎn)生了一定的地下靜水壓力。在邊坡土體蠕動變形過程中，孔隙水壓力會持續(xù)增大，加速了邊坡滑面變形，進而造成坡體失穩(wěn)。⑤邊坡土體存在一定的膨脹性，滯水還會導致土體出現(xiàn)膨脹，在冬季出現(xiàn)凍脹作用，從而對坡面防護結(jié)構(gòu)造成破壞，降低防護的結(jié)構(gòu)強度，坡面水也更容易進入邊坡。
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