1 工程概况
某煤矿采动区铁路专用线全长10.50公里，呈东南—西北走向，路基最高填土高度为6.6m。采动区铁路专用线因地下煤炭不断开采，引起地表下沉，预计地表下沉量为11m。地下水位较高，要保证铁路安全运营，必须要维持原设计标高，因此，路基要进行加高设计。DK4+030～DK4+650段右侧沿河段路基因前期下沉加高，造成路基顶部开裂。下沉后路基再次加高，必须对路基边坡稳定性进行计算。
2 路基边坡稳定性计算
原有铁路为双线铁路，路基顶面宽60m（原为分离式路基，但因其路基初期沉降加高，分离式路基基本成为整体式路基，按整体式路基分析边坡稳定性），路基边坡率为1：1.75，填土高度为6.6米。路基加高后宽度保持不变，边坡率不变，填土最大高度预计为15.6m，填筑煤矸石的密度为1930Kg/m3。表1煤矸石的物理力学性质指标给出了路基加高前煤矸石的摩擦角、粘聚力和路基加高后煤矸石折减的摩擦角、粘聚力。折减原因，一方面考虑开采对路基的扰动，造成煤矸石的粘聚力减小；另一方面煤矸石强度参数随含水率的增加，强度参数 c、？值显著减小[1]。因此，对于煤矸石在地表沉降和地表水进入后，必须对煤矸石的摩擦角、粘聚力进行折减。
路基加高后边坡是否稳定性，必须计算路基边坡稳定系数，为了保证稳定性系数计算的准确可靠，采用了直线滑动面法最危险滑动面直接解法（煤矸石的粘聚力较小，可采用直线滑动面法）和斜坡极限平衡原理法，得出了路基边坡稳定性系数和路基的极限稳定高度。
2.1 直线滑动面法最危险滑动面直接解法
此处提出的直线滑动面法最危险滑动面直接解法是直接通过简单的数学运算，直接得出最危险滑动面的位置，即可求出最小稳定系数. 根据文献[2]可知基边坡稳定性分析的直线滑动面分析法，假定滑动面为一平面，本平面通过破角或变坡点，如图1所示倾角为的滑动面，此时可以计算出滑块ACD的下滑力和抗滑力，该滑动面的稳定性系数为。一般计算方法是假定几个滑动面，分别计算出相应的稳定系数，并做出的关系曲线图，求出最小稳定系数，若，则变坡稳定。假设滑动面C点距离D点距离假设为，可以计算出滑块的重力的表达式，也可以计算出下滑力和抗滑力的表达式，即可以计算出稳定系数的含的表达式，为了求出的值，只需通过高等数学求最值的方法一步求出，即可一步求出最危险滑动面，而不需假定几个滑动面来求，省去了很多计算工组量。
根据文献[2]和表1给出的数据可以便捷地算出不考虑煤矸石物理指标折减和考虑煤矸石物理指标折减两种情况下的分别为2.4和1.6，因此，可以判定路基加高后边坡稳定。
2.2 斜坡极限平衡原理法
斜坡极限平衡原理法，详见陈震编著的《散体极限平衡理论基础》一书[3]，此处不再累述。参考上书理论公式，不考虑煤矸石力学参数折减时，书中稳定系数值表中没有给出其计算值，即认为边坡非常稳定；考虑煤矸石力学参数折减后，得出路基的的极限稳定高度为21.4m，大于路基加高后最大填土高度15.6m，故路基加高后边坡稳定。
3.抗滑桩设计
3.1 加固设计
经过理论计算，路基边坡稳定，因此，只对以经路基开裂部分进行开挖后，二次压实即可。考虑到DK4+030～DK4+650段右侧沿河路基在河水的浸泡下，煤矸石的力学参数有可能继续减小，故采用抗滑桩对本段进行边坡加固，抗滑桩与一般桩基类似，但主要是承担水平荷载[4～6]。抗滑桩也是边坡处治工程中常见常用的处治方案之一，目前在边坡工程中常用的钢筋混凝土桩，断面型式有圆形和矩形，结构型式有单桩、排桩、群桩，有锚桩和预应力锚索桩等。
为了保证铁路路基沿河段边坡的稳定，采用抗滑桩处理本段沿河侧路基边坡来提高路基的抗滑移能力，抗滑桩采用钻孔灌注桩，桩间距为2.4米，桩径0.8米，桩长12米，桩与桩之间采用浆砌片石挡墙连接，钻孔灌注桩平面布置图见图2。
3.2 施工注意的质量要求
①泥浆护壁成孔时，发生缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况，要停止钻进。经采取措施后，方可继续施工；②钻进速度，要根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定；③施工中要经常测定泥浆密度；④清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持浆面稳定；⑤钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，必须加强对操作工人的技术交底，严格执行加固的技术措施；⑥混凝土浇到接近桩顶时，随时测量其顶部标高，以免过多截桩或过少补桩。
4.结论
采用直线滑动面法最危险滑动面直接解法对不考虑煤矸石物理指标折减和考虑折减两种情况下进行了计算，得出了边坡稳定性系数分别为2.4和1.6；用斜坡极限平衡原理法对考虑煤矸石力学参数折减时进行了理论计算，得出路基的极限稳定高度为21.4m，大于加高后路基最大填土高度15.6m，故可确保路基加高后边坡稳定。考虑到DK4+030～DK4+650段沿河路基在河水的浸泡下，煤矸石的力学参数有可能继续减小，故按构造要求采用抗滑桩对本段路基进行边坡加固。
参考文献
[1] 刘松玉，童立元，邱 钰，缪林昌.煤矸石颗粒破碎及其对工程力学特性影响研究[J].岩土工程学报，2005，Vol.27 No.5，505～510.
[2] 李宏波.直线滑动面法在路基边坡稳定性分析中的探讨[J].路基工程，2010，6.
[3] 陈震.散体极限平衡理论基础[M].水利电力出版社，1987.
[4] 肖武权，阮 波.滑坡整治中抗滑桩的优化设计方法[J].中国铁道科学，2006 ，Vol.26 No.6， 7～11.
[5] 钟岱辉，王新平.抗滑桩加固斜坡软土稳定事故原因分析及处理措施[J].四川建筑科学研究，2005，Vol.31 No.1，75～78.
[6] 谢晋水，郭信君.滑坡治理工程中快捷有效的抗滑桩桩孔施工方法[J].铁道建筑，2004（10），49-51.
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