浅谈公路路基边坡防护工程的设计

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热度0票  浏览461次 时间：2019年11月19日 11:21

 龙集峰

（贵州智恒工程勘察设计咨询有限公司 贵州贵阳市 550001）【摘要】 公路的修建带动我国各个地区的经济发展，然而在公路修建的过程中，大量深挖路堑和路堤边坡现象的出现，严重危害公路路基，进而引发一系列的公路质量病害。由此可见，公路路基边坡防护工程的重要性。

【关键词】 高速公路；路基防护工程；施工技术

doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.2200

引言：

公路边坡失稳受地质构造、 岩土体结构、 风化作用、 地下水作用等的影响而呈现不同的破坏机理和形态。 设计根据边坡开挖高度、 坡率、岩土特性和理论计算结果而采用合适的防护形式，以确保边坡的稳定， 同时兼顾安全、 适用、 经济、美观等基本工程建设原则。

1 边坡防护工程设计原则和方法

1.1 放缓边坡、 分级刷坡。放缓边坡是边坡设计中最简单也是最常用措施。 边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、 坡度太陡所致，故通过削坡， 削掉部分不稳定岩土体，使边坡坡度放缓， 加强其稳定性。边坡的刷坡设计比较灵活， 但总原则是放缓后的边坡综合坡率接近或缓于原有自然边坡坡度，一般而言， 比原有自然坡率越陡的边坡越不稳定。当单级刷坡高度过高时， 可采取分级开挖、逐级放缓的方式， 降低单级边坡高度。 分级平台宽度一般为２～３ ｍ， 根据稳定性验算情况和综合坡率设置部分加宽平台， 位置一般在土石分界面处或２０ ｍ 左右增加一处。放缓边坡的优点是施工简便、 经济、 安全可靠。 而缺点是越缓的边坡开挖面越大，占地越多，对自然环境的破坏也越大。

1.2 初拟防护方案及稳定性分析。当按上述放缓刷坡的原则处理后边坡过缓、过高或受外界因素干扰时， 应适当收陡坡率， 考虑防护加固措施， 并进行边坡稳定性分析验算与评价。 一般从定性和定量两方面进行分析判断。定性分析常采用的方法是工程地质类比法和赤平投影法， 其主要依据是岩土体的自身结构特性和分布特征； 定量分析常采用的是数值模拟法和极限平衡法， 而应用最普遍的是基于极限平衡理论的理正分析计算软件。在具体边坡的稳定性验算时， 须多次拟定不同方案、 多次试算、 多次综合对比分析， 使得定量计算结果与定性分析的结论基本一致， 理论分析与实际情况相吻合。

1.3 工程防护措施。依据稳定性分析评价结果， 对于边坡整体稳定性较好， 刷坡后的安全性可以满足规范要求，但是可能存在表层易风化剥落、 局部崩塌掉块或坡面易受雨水冲刷等情况时， 则需对其进行表层工程防护； 对于边坡稳定性较差或不稳定时， 应采用不同程度的中浅层或深层加固措施处理。具体到某一边坡的防护设计而言， 大多是按上述原则和设计思路， 综合考虑岩土体的地质特性、边坡的稳定安全性、 施工的可靠便利性、 工程措施的经济合理性、 砌筑材料的可取性和景观生态的美观性等， 最终确定边坡防护方案， 并在实施过程中进一步进行稳定性观测，必要时予以动态设计。

2 防护设计及优化

根据上述计算结果及“固脚强腰”的边坡设计原则， 对该段高边坡开挖坡面进行防护优化设计：对于第一、 二级较稳定的强风化花岗岩边坡， 为了防止坡面破碎、 掉块的发生而设置表层的窗孔式护面墙防护， 节约了部分圬工量； 第三级风化程度不均的岩质边坡， 设置中浅层的锚杆框架梁植草防护加固； 第四级土石分界所在的边坡采用深层的锚索框架梁植草防护加固； 其他各级坡面，由于饱水状态下安全稳定系数较低， 且考虑到当地降雨量较大的情况， 仅坡面植草易受雨水冲刷，故采取拱形骨架植草的浅层防护形式。对该边坡在初拟的上述防护设计方案之后进行再计算， 稳定安全系数在天然状态工况下达到 1.26、饱水工况下达到了 1.15， 均满足了规范的安全要求。该边坡所采用的刷坡、 锚杆（索）框架防护措施都是常见的易实施方案， 且在该地区应用广泛，框架内植生袋改为了植草， 植草护坡改为拱形骨架植草防护，既增加了边坡的稳定性， 也兼顾了绿化效果。

3 公路路基边坡工程设计一般要求

3.1 设计、施工、养护相结合。对路基边坡进行具体设计，需遵循设计、施工、养护相结合的原则，对需要注意的问题进行深入研究和分析，结合施工所在地环境、地质和所用材料等，做到因地制宜，就地取材，使用合适的工程类型，也可以采用综合性措施，从而确保路基足够稳定。在具体设计过程中，不能随意减少或者取消必要防护工程措施，导致后期养护工作繁重。

3.2 合理设置防护工程。设计路基护坡，主要是针对流水、风力和降水等对路基产生破坏的因素进行防护。对冲刷防护进行具体设计过程中，需要做出综合考虑，从而促使防护工程获得更好的效果 。

3.3 不良水文地质环境下的边坡设计。不良地质主要有细沙、容易风化的岩石等边坡，或者黄土、黄土类边坡，针对这些不良地质边坡，设计人员可以结合边坡岩组成和坡面的弱点分布情况，综合性分析，进行局部防护。

3.4 冲刷边坡。针对水流流速破坏情况下，可以沿着河路既边坡设置相应的砌石护坡，也可以采用石笼或者混凝土预制板等，从而对洪水的冲刷进行抵挡。可以适当改变水流，提升边坡脚位置的粗糙率，降低流速，降低冲刷，可以设置坝类构造物。针对冲刷比较严重的地段，可以使用加固边坡，或者改变水流情况等。在水的下部位置，可以结合水流套刷具体情况，使用砌石，石笼或者混凝土预制板进行防护。在砌石基础位置冲刷线以下0.5 ～ 1.0m 之间，水上位置可以使用轻型防护 。

3.5 软化、掏蚀预防。针对容易软化和被掏蚀的路基而言，可以设置地面排水系统，适当封堵地表裂缝，避免雨水继续渗透。

对于表层强卸荷岩体而言，可以适当削坡减载，然后使用锚固方式，针对整个边坡进行适当的加固处理，对边坡进行加固的机理，一是对边坡的几何形态进行适当改变。适当消减推动滑坡区域的物质，对于岩质边坡而言，通常情况下是在边坡的中上部位适当放缓边坡，其中滑坡体基本上使消减滑面陡倾区物质，促使边坡总体坡度下降。第二，对边坡进行排水处理，将边坡地表水进行排除，从而避免降雨渗透路基当中，增加坡体重量，导致边坡岩土体弱化。采取的主要方式是在相应坡体当中以及坡体的外围位置，适当修建排水沟，排出坡体内部的地下水，基本上使用的是水平或者垂直的排水钻孔、盲沟等。第三，设计支挡结构，所使用的支挡结构物具有重力式挡土墙、抗滑桩和现浇混凝土连续墙。

此外还存在加筋挡土墙、岩石坡面防护网等。第四，对边坡内部进行进一步加强，可以适当使用内部加强措施，主要方式有岩石锚固、土锚钉、预应力锚索、灌浆等。第五是边坡的稳定工程和治理工程。

4 公路路基边坡防护工程的作用

4.1 保质保量，安全稳定。现阶段，我国对于公路路基边坡防护还没有更好地贯彻落实。因此，针对于公路路基边坡防护工程的设计，首要准备工作就是考虑边坡的质量问题，是否充分发挥路基边坡对于自然因素以及人为因素所造成的崩塌、滑坡等起到良好的防护作用，提高边坡防护的安全系数，确保边坡防护设施的质量安全，使其公路交通安全稳定运行。

4.2 具体分析，因地制宜。因为所处的环境、气候、地质特征的差别，各条公路的路基边坡防护所存在的问题也不尽相同，对于边坡防护工程的设计也需要具体分析，因地制宜，在充分了解公路所处环境下的地质地貌、水文特征、气候特征等具体情况下，设计相对应的工程建设方案，进而全面设计修复，提升公路路基边坡防护的质量。

4.3 统筹兼顾，协调发展。受地理地质因素的影响，同一地理区域会面临多种地质因素和地形特征，因此，在进行设计时，要统筹兼顾，协调发展，结合多种防护措施，使其相互协调，共同加强路基边坡防护作用。

结束语：

如果路基边坡的加固防护工作没有做好，那么，整个公路的使用寿命将会受到极大的影响， 不仅会缩短公路的使用寿命， 而且还会使路基边坡的风化现象更加的严重。 本文针对公路路基边坡的相关加固设计方法进行了分析， 希望能够对公路路基边坡的加固防护工程有所帮助。

参考文献：

[1] 贾强 . 浅谈高边坡防护工程的勘察设计与施工 [J]. 中国高新技术企业 .2016(04)[2] 黄海 , 王振中 . 公路高边坡防护工程的监理 [J]. 西部探矿工程 .2017(06)[3] 杨荣翔 . 高速公路路基边坡防护相关问题探究 [J]. 企业技术开发 .2018(14)