公路路基高边坡防护设计探讨

夏天文

贺州市八步区交通运输局

【摘要】随着我国交通事业的蓬勃发展，公路建设日新月异。公路两边经常会出现大量的边坡，而这种边坡的稳定性又直接关系着民众生命和财产的安全，所以对边坡稳定性的研究十分重要。关于高边坡的稳定性问题，国内许多专家给出了许多相应的分析方法，可总结为三种：定性分析、定量分析和不确定性分析。这些分析方法基于不同的原理、通过不同的技术手段、运用不同的评估依据，对高边坡的工程稳定性做出了合理的判断。在实际的公路边坡的稳定性分析中，需要根据边坡的地质条件，选取合适的方法进行整体的分析，进行合理的边坡防护设计。

【关键词】公路路基；高边坡；防护设计

引言

公路工程中最常见的重大地质灾害之一就是边坡失稳，其会造成交通中断，危及交通安全，从而导致生命财产的重大损失。因此，对边坡的稳定性判断、防护治理，必须引以重视。根据相关实践，预应力锚索框架梁支护形式可以起到较好地约束表土层变形及破坏的作用，外形美观，还能与景观绿化措施相结合，提升植被覆盖率，在公路边坡治理领域应用广泛。对于高边坡工程而言，在施工现场进行相关支护参数的系统性分析的确存在较大困难，因此，大多数情况下都是借助数值模拟方法进行施工现场支护参数的仿真模拟，以便为山区公路高边坡失稳防治设计、施工及质量控制提供借鉴参考。

1公路路基高边坡防治的重要性

公路作为重要的交通运输通道，随着电子商务的快速发展，公路在带动运输事业蓬勃发展的同时对运输事业的发展也起到不可替代的作用。在我国已建成的公路中，每年都有公路两侧高边坡失稳的案例发生，特别是每年雨季到来，经过雨水冲刷后常常会出现有公路两侧高边坡塌方事件给交通安全带来很大的威胁。为了消除这种威胁，很有必要进行高边坡稳定性的研究，采取措施进行高边坡防护，提高其稳定性。

2公路高边坡的稳定性分析存在的问题

在公路工程中，一般把土质挖方边坡高度超过20m、岩质挖方边坡高度超过30m的边坡称为高边坡。由于地质条件的隐蔽性、复杂性以及勘探测试条件的局限性，地质勘探和测试资料不可能全面揭示边坡的本来面貌，加上施工过程中的不确定因素过多，使得边坡稳定的力学分析难度比较大，也很难与实际情况相符。而随着边坡施工的进行，地质状况逐渐明晰，甚至会出现新的未预料的地质情况。因此按照一般的设计模式，即地质勘察—力学分析—设计—施工这样的思路来进行高边坡的设计是不完善的。因此在设计的过程中，应根据实际的地质情况，随时进行计算参数的调整，才能判断边坡稳定性的真实状态。

3公路高边坡的破坏形态

3.1冲沟

公路高边坡问题容易产生冲沟现象，其原因主要包括路基工程地质不良，路基填料土质差，边坡压实度不足、强度不足。除此以外，边坡土质较为松散、防护措施处治不到位、路基排水不畅（如没有科学设置涵洞、急流槽、排水设施等）也会降低路基高边坡强度，造成边坡冲沟现象。冲沟的出现极易，导致边坡支离破碎，降低边坡稳定性。

3.2塌方

边坡塌方是公路病害中十分常见的问题之一。常见的形式有滑坡、崩塌、坍塌，造成滑坡的主要原因是土层结构存在不利位置或者软弱夹层，造成边坡的坡体持续向下滑动，导致路面发生破坏；崩塌则是因为岩土体长时间受到风雪和雨水的冲刷侵蚀，岩土体从边坡上方随着破裂的地方崩落到公路中从而严重影响高速公路的正常行驶，另外崩塌最明显的特征是具有一定的突发性；坍塌是因为长时间的降雨导致边坡破表散动的岩土体被软化，突然大面积出现降低，增加了边坡破体重量，造成上部边坡出现失稳。

4 影响公路路基高边坡稳定性的重要因素

4.1坡长

坡长是指边坡纵向长度。公路高边坡的坡长会直接影响路基边坡稳定性，在路基边坡施工中，受到雨水影响，会导致边坡侵蚀。边坡长度越长，雨水带来的径流量越大，上坡侵蚀产生的泥沙量也会更多，从而降低水流流速，造成很多部位存在积水现象，渗透量增加、坡表面径流量减小。因此，高边坡在坡长较长的情况下更应该做好防护工作。

4.2坡角

边坡与地基表面之间的夹角也决定了边坡的稳定性。通常径流冲刷能力与边坡坡度大小成正比，也就是坡度越大、径流冲刷越强。如果坡度较大，降水时的冲刷能力越大，很容易破坏边坡，影响边坡稳定性。当然，边坡也不是越小越好，边坡的坡度较为平缓会增加雨水渗透，增加边坡含水率，降低边坡土体的抗剪强度影响边坡的稳定性。

4.3雨水

大多数滑坡的产生都和降雨有关。从现场勘察结果可知，滑坡所在区域的地下水资源往往十分丰富。由于地下水的存在，使土体发生软化，力学强度降低，受动力压力作用后，产生下滑。另外，受降雨作用后，表层土容易被软化，产生积水圈，积水可持续进入到坡面深部，岩土层的各项参数发生变化，极易产生滑动面，此时在重力作用下极易产生滑坡。

4.4施工

在原地表进行路基的开挖，势必会使地层受力状态发生变化，原本处在平衡状态的边坡地层会因为开挖进入不平衡状态，使边坡失稳。有些施工活动比较剧烈，比如通过爆破对边坡进行角度修正等，还会对岩层造成一定程度的扰动，从而导致使原先的平衡状态被彻底打破。在滑坡地段，工作人员在设计工作中依然将坡比设计较大，没有根据实际的现场状况改善，对地质的勘测缺乏完整性，施工过程中仍然按照之前设计的方案图纸施工，导致边坡出现失稳。

边坡施工过程中应注意工艺流程，如边坡开挖完成后没有及时做好防护措施，造成边坡上经常有裸露在外的岩石，长时间遭受到风雨和阳光的侵蚀，导致边坡土层整体质量下降，进而出现边坡失稳。若边坡在施工过程中突然降雨，应采取有效的防雨措施，比如在边坡的表面覆盖一层彩条布，避免受到雨水的冲刷等。在施工中还要加强临时防排水，比如在夏季多雨的时候进行施工时，应及时的把降水排除到边坡表面以外，同时对垮塌到路床与边沟表面的土体进行清扫，避免雨水直接冲击边坡。

5 高边坡防护的几种方法

5.1 柔性防护网

在路基高边坡防护中采用柔性防护系统时，要以工程现场的地形地貌、坡面潜在的灾害特征、场地施工条件、进度要求、周边建筑物状况等作为主要依据，对柔性防护网进行合理选型和现场布置设计。在设计柔性防护系统设计时，必须做好相应的准备工作，如：收集高边坡防护区的地形图，缺失的地形图可以采用现场测绘的方法获取；在边坡防护区域内，开展地质勘察工作，调查危石的位置、分布范围等，并对落石可能出现的形态及移动方式加以分析。

5.2钢筋混凝土格构加固

钢筋混凝土格构护坡是指在边坡上浆砌片石、现浇钢筋混凝土框架或将预制件铺设于坡面形成框架，在框架的节点处用预应力锚杆或锚索加以固定。格构框架中可以进行植被护坡，既能达到支护的目的，又能恢复植被，提高绿化，美化环境。一般而言该方法可适用于各类边坡，这种技术在山区高速公路高陡边坡加固中广泛采用，其坡面即美观又安全。

目前主要使用浆砌片石、现浇钢筋混凝土格构，比较常用的型式有：1）方型：指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构。2）菱型：沿平整边坡坡面斜向设置格构。3）人字型：按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土。4）弧型：按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带，沿条带之间向上设置弧型浆砌浆砌块石拱或钢筋混凝土。在设计时应充分调查原有地形、地质资料的基础上，进行详细的工程地质勘察，搞清楚地质体的强度、渗透性、断层和节理的形态与产状，以及边坡环境的地质条件，并对边坡的稳定系数进行计算。

5.3 支挡防护

为了维持公路路基原有形态，可以通过设置支挡设施保护路基。在选择支挡物过程中，通常有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙。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验等因素。 挡土墙类型的选择应根据支挡填土或土体求得稳定平衡的需要，研究荷载的大小和方向、基础埋置的深度、地形地质条件、与既有建筑物平顺衔接、容许的不均匀沉降、可能的地震作用、墙壁的外观、环保的特殊要求、施工的难易和工程造价，综合比较后确定。目前比较常见的是重力式、衡重式挡土墙，一般采用浆砌片石砌筑、片石混凝土或素混凝土浇筑，其施工工艺简单、造价相对较低。挡土墙必须用透水性良好的土进行回填，回填土必须分层夯实，达到密实度的要求。

5.4 植被防护

植被防护主要是借助其土壤涵养性特点，所以可在路基高边坡处种植一些植被，实现公路建设与生态建设的融合。如今我国很多公路高边坡工程都采用了植被防护法，并且使用效果也较为理想。受到大暴雨影响，高边坡疏松土壤会顺着径流排出，给公路带来了巨大隐患，同时边坡的水土流失量也非常多。因此，在植被选择中，要确保植被可以适应当地环境，且具有非常发达的根系，这样才能够起到固土作用，从而给公路周边增添美丽的风景。除了种植树木，还可以铺设草皮。要根据边坡实际情况确定草皮面积、种植数量，草皮高度不低于10cm。在设计中还要考虑草皮的美观性。当然，种草防护和草皮防护是两个概念，对于路基高边坡侵蚀不严重的工程，可以直接在坡面上撒草种，这样草皮就可以自然生长；对于侵蚀十分严重的路基边坡，除了要撒一定量的草籽，还要铺设草皮，选择耐寒、耐寒的品种。

6 坡面裂缝处治

待坡面上的构造物都完成施工，并保持稳定之后，为了进一步减小雨水造成的冲刷及侵蚀，需认真做好边坡表面的防护设计，一般以植被防护为主，辅以必要的工程防护。在实际的施工工作中，需要尽可能使用满足当地气候要求，且容易成活、根系比较发达的植被。边坡表面裂缝处治设计在边坡的表面，因受到气候等因素的影响，容易产生很多细微裂缝，这些裂缝的存在会为雨水下渗提供通道或临时的赋水空间。对此，设计中还要充分考虑裂缝处治。认真查找边坡表面存在的细缝，然后将其夯填密实。一般情况下，针对边坡表面的裂缝，在设计中都采用注浆的方法来填充和加固，针对坑洼部位，通过填平处理，避免雨水不断下渗，对边坡造成不利影响，引起滑坡等现象的发生。

【结语】

在公路高边坡防护设计中，应首先对高边坡进行稳定性分析判断，再依据工程实际情况，包括地质情况、施工条件、工程经济等，选取适宜的防护措施，才能有效的提高公路高边坡的稳定性。

参考文献

[1]李磊.公路路基高边坡防护设计措施[J].四川建材，2020（5）：162-163.

[2]张飞.公路路基高边坡防护与措施分析[J].黑龙江交通科技，2014（12）：5.

[3]任志华.山区高等级公路高边坡稳定性分析及防护设计[D].昆明：昆明理工大学，2005.