0引言
在山区高速公路沿线常有斜坡软弱土广泛分布，其通常是由于地表水流搬运岩石风化后的产物和地表有机质至低洼处沉积而形成的，成因类型多属丘陵谷地相沉积。一般斜坡软弱土的面积不大且为间断分布，罕有大面积连续分布，地表或下卧硬层常有横向坡度。文献[1]对内昆铁路李子沟斜坡软弱土地基进行了系统的现场调查，并进行了大量的土工试验与原位测试，在此基础上分析指出地层岩性软、遇水易软化、特殊的富水条件是斜坡软弱地基的成因，具有流滑性、膨胀性、分布不均匀、有机质含量高、孔隙比大、压缩性高、强度低等特点。
路堤荷载作用下的斜坡软弱地基力学响应与水平地基不同。文献[29]通过室内常规模型试验分析了倾斜软土层在路堤荷载作用下的变形特性。结果表明，软土层的倾斜将使路堤形成偏心荷载，加速路堤本身的失稳变形。文献[32]指出，在斜坡软弱土地基上填筑路堤时，应力在下坡一侧坡脚附近集中，而水平地基则集中于地基中部，若填方荷载总量相同的情况下，斜坡软弱地基的应力值高于水平地基，失稳的可能性更大。目前，关于斜坡软弱地基在路堤荷载作用下变形特性的现场观测还较为缺乏，尤其是长期观测数据。
为分析斜坡软弱地基在路堤荷载作用下的长期变形特性，结合某山区高速公路的建设，选取典型的斜坡软弱地基高路堤工点，埋设了地基变形观测元件，随路堤填高的增加及时间延长采集了地基变形数据，并对数据进行了全面分析。
1现场测试方案
1.1工点概况
试验工点位于某新建高速公路K33+340，线路以填方通过丘间洼地。地层从上到下分别为：粉质黏土，软塑状，厚6～11m；强风化砂岩夹泥岩，如图1所示。路基面宽24.5m，路堤中心高度为21m，边坡路肩以下8m处设有2m台阶，台阶以上边坡坡度1：1.5，台阶以下1：1.75。路堤下部设有厚50cm的碎石垫层。
1.2测试目的、内容及方法
本次测试的目的在于考察路堤荷载作用下的斜坡软弱地基长期变形特性。在左右路肩及路基中心处的地基中钻孔埋设单点沉降计（如图2a），测试软弱土层的沉降变形；在下坡一侧坡脚处钻孔埋设测斜管（如图2b），采用测斜仪测试坡脚处地表以下软弱土层不同深度处的水平变形。测试元件的布置如图1所示。
单点沉降计的埋设流程为：钻孔（孔底进入强风化层100cm）→置入已连接好的单点沉降计→注入浓稠的水泥浆固定测杆底端→在测杆及沉降计与孔壁间回填中粗砂→在沉降计顶端连接法兰盘→调整法兰盘位置并固定→导线保护→记录初始值。
测斜管的埋设流程为：钻孔（孔底进入强风化层400cm）→置入已连接好的测斜管→在测斜管与孔壁间注入浓稠的水泥浆以固定测斜管→在管口修筑保护坑并加盖保护盖→水泥浆初凝后记录初始值。
1.3监测方法及要求
（1）观测频度及要求
1）所有元件埋设后，必须测试初始读数，在路堤正式填筑前，必须对所有元件进行复测，作为正式初始读数。
2）路基施工各阶段沉降观测频率应满足下表要求：
由于施工期较紧，路堤填至4米时才开始埋设测试元件，共埋设单点沉降计3个，测斜管16m。埋设完成后继续填筑路堤。
2测试数据及分析
按照测试方案所规定的测试频率，随路堤填高的增加及工后时间的延长进行了地基沉降及地基水平变形的数据采集。地基沉降、路堤填高变化及如图3所示。下坡一侧路堤坡脚处地基深层水平变形如图4所示。地基沉降、路堤填高及地表以下8m处的地基水平变形如表2所列。其中图3与表2中的地基沉降变形值为三个单点沉降计测试数据的平均值。
监测过程中，路堤填高达到14m后施工方加快了填筑速度，8天填筑3.5m，导致软土地层底部（地表以下）水平变形加速发展，为防止路堤失稳定在坡脚外侧进行了紧急堆载并于几天后又进行了卸载，待变形发展稳定后又继续填至21m。卸载再回填至原高度期间只进行了水平变形的监测，没有进行地基沉降的测试。
由图3和表2可知，路堤填筑期内，沉降变形快速发展，当路堤高度由0增加到20.5m时，沉降速率为1.6mm/d；填至20.5m后，沉降变形增速趋缓，其中卸载期间（2011年6月16日至10月24日）沉降速率为0.2mm/d，填至21m后，沉降变形速率为0.07mm/d。这表明，路堤沉降趋于稳定。根据填高稳定于21m后的观测数据，采用双曲线法预测20年后的沉降为406.6mm，最终沉降为407.6mm。可知，本断面的以填高至21m的时刻起算，工后沉降为9.5mm，满足高速公路路基工后沉降的要求[4]。
由图4和表2可知，地基水平变形基本发生在软弱土层中下部，即水平变形沿深度增加先增大，至地表以下8m处时达到最大，之后减小。钻孔资料揭示，坡脚处下卧硬层埋深为10m左右，水平变形最大值的位置已接近软弱层底部，这表明，当软弱土下卧硬层表面倾斜时，地基水平变形最大值并不会出现在地表，而是在地基深部，且路堤荷载作用下的地基失稳会出现复式滑面--即破坏面下切至下卧硬层表面。
将路堤填高、地表以下8m处水平变形随时间的变形曲线示于同一直角坐标图中，如图5所示。
由图5和表2可知，当路堤填筑至14m后，填筑速度提到至0.44m/d时，地基水平变形加速，有失稳的可能，在坡脚外侧进行了堆载反压后，水平变形减少。因此，在软土地基上填筑路堤时，控制施工填筑速率是非常必要的，同时应加强高路堤工点的地基水平变形监测，且当下卧硬层倾斜时，不能仅靠地表观测桩进行监测，因为最大水平变形并不发生在地表，建议采用钻孔测斜管配合测斜仪来进行监测。当测试数据表明水平变形发展速度加快时应即时在坡脚外侧反压并辅以卸载。
4结论与建议
进行了典型的高速公路斜坡软弱地基高路堤工点的地基竖向沉降与水平变形测试，并对数据进行了全面分析。有如下基本结论：
（1）路堤填筑期内，沉降变形快速发展，接近预定标高后变形趋缓最终趋于稳定，根据测试数据预测得到的工后沉降仅为9.5mm，满足高速公路工后沉降的要求。
（2）下卧硬层表面倾斜时，路堤荷载作用下的地基水平变形基本发生在软弱土层中下部，即水平变形沿深度增加先增大，之后减小。最大值的位置接近软弱层底部，这表明，若地基失稳，其破坏面有可能为复式滑面--即破坏面下切至下卧硬层表面。
（3）在软土地基上填筑路堤时，需控制施工填筑速率，当监测数据表明水平变形加快时应即时在坡脚外侧反压并辅以卸载。
（4）下卧硬层表倾斜时，由于地基最大水平变形并不发生在地表，地基水平变形不能仅靠地表观测桩进行监测，建议采用钻孔测斜管结合测斜仪这一方法。
参考文献
[1]魏永幸.内昆铁路李子沟斜坡软土特性及路基工程对策.地质灾害与环境保护.2000，11（2）：104～106
[2]林育梁，叶朝良.路堤软土地基变形性状模型试验研究.公路.2002，12：35～39
[3]魏永幸.松软倾斜地基填方工程安全性评价方法.地质灾害与环境保护.2001，12（2）：73～79
[4]中交第二公路勘察设计研究院.公路路基设计规范（JTGD30-2004）[s].北京：人民交通出版社，2004.
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