公路路基設(shè)計(jì)的邊坡防護(hù)問(wèn)題研究

程春龍

（鎮(zhèn)巴縣農(nóng)村公路事業(yè)發(fā)展中心,陜西漢中723600）

0 引言

路基邊坡是構(gòu)成路基橫斷面幾何形狀的重要部分，填方路基邊坡構(gòu)成穩(wěn)定路基橫斷面幾何形狀，穩(wěn)定的填方路基為路面結(jié)構(gòu)承受汽車荷載提供保證。挖方路基開(kāi)挖改變山體穩(wěn)定狀態(tài)，而邊坡可以保證公路安全使用。我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)起步較晚，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，高等級(jí)公路為滿足車輛安全舒適運(yùn)行，必須保證具有較高的平縱線形指標(biāo)。另外，路基邊坡破壞對(duì)公路使用造成的影響日益凸顯，由此本文研究分析路基邊坡穩(wěn)定性，采取有效抗滑加固方案，并形成系統(tǒng)邊坡治理方案。

1 公路路基邊坡防護(hù)的意義

公路建設(shè)中路基與地面高差形成邊坡，為保護(hù)路基邊坡采用邊坡防護(hù)。公路建設(shè)是國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施，其對(duì)沿線地區(qū)生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生很大影響，因此我們需要在公路建設(shè)中尋求降低破壞的方法[1]。由于公路邊坡具有復(fù)雜性，人們提出了工程結(jié)合植物的防護(hù)方法。生態(tài)邊坡防護(hù)是將植物與工程防護(hù)結(jié)合的工程技術(shù)，如何設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的邊坡防護(hù)形式、避免邊坡病害、增強(qiáng)路基路面穩(wěn)定性成為研究的熱點(diǎn)。

隨著西部地區(qū)公路建設(shè)的發(fā)展，由于邊坡設(shè)計(jì)不合理，邊坡開(kāi)挖后產(chǎn)生滑坡，進(jìn)而延誤工期。而黃土高邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)計(jì)對(duì)公路安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義，我國(guó)黃土主要分布于陜甘寧等地，黃土地區(qū)溝壑縱橫，滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象分布廣泛，這給黃土邊坡穩(wěn)定性防護(hù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大困難。公路路基邊坡穩(wěn)定性與防護(hù)效果直接影響公路安全，隨著我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)快速發(fā)展，由于地形條件限制形成大量黃土高邊坡，因此研究加強(qiáng)公路路基邊坡防護(hù)施工技術(shù)具有重要意義[2]。

2 公路路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)要求

公路挖方路基邊坡具有較好穩(wěn)定性，由于長(zhǎng)期受自然環(huán)境作用，如雨水沖刷發(fā)生力學(xué)性質(zhì)變化，水流侵蝕邊坡，造成邊坡表面土體失穩(wěn)破壞；路基邊坡表面形成膨脹收縮循環(huán)，導(dǎo)致強(qiáng)度衰減剝蝕[3]。另外，山區(qū)公路挖方邊坡地表水流速快，常見(jiàn)病害包括邊坡表層剝落等，不當(dāng)?shù)倪吰路雷o(hù)造成防護(hù)體滑落，邊坡表面受到自然環(huán)境影響無(wú)法避免。

高速公路深挖方路段邊坡失穩(wěn)分為突發(fā)性與漸發(fā)性，公路邊坡防護(hù)形式根據(jù)材料造型分為植物防護(hù)、骨架植物防護(hù)等。邊坡質(zhì)量影響交通行駛安全性，路基受到自然環(huán)境影響存在安全隱患，因此路基邊坡設(shè)計(jì)要確保方案合理性，路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)要遵循保證質(zhì)量與安全節(jié)約的原則。路基兩側(cè)邊坡防護(hù)施工區(qū)域較大，邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)要通過(guò)合理綠化方案提升路基生態(tài)效果。路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理規(guī)劃項(xiàng)目，考慮氣候環(huán)境等因素，提升邊坡質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益。挖方路基邊坡長(zhǎng)期暴露在自然界中，在自然因素作用下會(huì)引起邊坡巖土結(jié)構(gòu)分崩離析，如邊坡表面形成滑塌等，因此工作人員要做好充分的表排水工程，采取有效的坡面防護(hù)措施。

3 公路路基邊坡防護(hù)技術(shù)

公路路基邊坡防護(hù)分為坡體與坡面防護(hù)，坡面防護(hù)是邊坡防止坡面沖刷采用的工程措施，坡體防護(hù)是針對(duì)局部失穩(wěn)設(shè)置的支擋結(jié)構(gòu)，常用措施包括加固支擋等[4]。坡體加固工程技術(shù)包括抗滑樁、擋土墻等，黃土高邊坡剛性防護(hù)措施造價(jià)較高，柔性防護(hù)措施不斷涌現(xiàn)，主要有錨桿框架梁等。

抗滑樁主要是嵌入穩(wěn)定巖體中，用樁身傳遞土壓力至穩(wěn)定巖土體結(jié)構(gòu)物，其優(yōu)點(diǎn)是抗滑能力強(qiáng)，目前被廣泛應(yīng)用于各類邊坡防護(hù)工程。對(duì)于規(guī)模巨大的邊坡，施工多采用抗滑樁穩(wěn)定坡體。抗滑樁具有樁位靈活、施工工藝簡(jiǎn)單、抗滑能力強(qiáng)等特點(diǎn)，其適用于巨型滑坡及高邊坡治理工程，滑坡推力達(dá)50t 以上可采用抗滑樁?？够瑯稇?yīng)設(shè)置于滑坡前部，以承受水平荷載為主[5]。擋土墻是防止坡體變形失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)物，傳統(tǒng)擋土墻依靠自重平衡土壓力；石砌筑擋土墻是常用形式，相比抗滑樁抗滑能力較低。擋土墻基礎(chǔ)開(kāi)挖量較大，施工中多采用分段跳槽開(kāi)挖。擋土墻是滑坡治理中常用的支擋建筑，推力小于500kN/m 可作為主要治理措施。

土釘墻由被加固土體、金屬桿件及混凝土面板組成，抵抗墻后傳來(lái)土壓力。由于地形條件限制，黃土路塹高邊坡上部建跨線橋等構(gòu)造物，土釘墻技術(shù)在建筑基坑邊坡支護(hù)中應(yīng)用廣泛，加固邊坡高度為15m內(nèi)。另外，土釘墻是土釘與土體作用形成提高原土體強(qiáng)度的復(fù)合土體，直立土釘墻在坡頂承載力提高，土釘墻受荷載影響不會(huì)發(fā)生素土邊坡滑塌。土釘墻工作性能體現(xiàn)在變形較小，土釘內(nèi)拉力分布不均衡。錨桿框架梁支護(hù)由錨桿與附屬綠化工程組成，錨桿可根據(jù)邊坡條件選用預(yù)應(yīng)力錨桿，設(shè)計(jì)多采用鋼筋混凝土框架，非預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)機(jī)理與土釘墻相同[6]。

黃土高邊坡坡面沖刷破壞需采取工程措施進(jìn)行防護(hù)，而坡面防護(hù)技術(shù)分為工程與植物措施，工程措施包括骨架防護(hù)等形式。漿砌片石護(hù)面墻采用片石砌筑防護(hù)形式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于坡率1∶0.5～1∶1坡面，墻體寬40～60cm。設(shè)置護(hù)面墻可防止降水沿坡面下滲，但工程中由于護(hù)面墻開(kāi)挖高度大，因此對(duì)坡面松散土體組成不能起到防護(hù)效果。另外，骨架護(hù)坡采用漿砌片石砌筑成菱形骨架，用于坡率1∶1 土質(zhì)坡面，骨架護(hù)坡能夠改善路容景觀效果。此外，黃土層中植草效果較差。

4 公路路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用

路基是公路工程設(shè)計(jì)的重要部分，其質(zhì)量會(huì)直接影響公路工程穩(wěn)定性，進(jìn)而使公路路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方法不當(dāng)造成工程破壞，其主要問(wèn)題包括設(shè)計(jì)參數(shù)確定不合理等。由此，施工人員要針對(duì)路基邊坡防護(hù)問(wèn)題，注意合理選擇邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方法，保證邊坡材料質(zhì)量。科學(xué)的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方法是提升路基邊坡穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，常見(jiàn)設(shè)計(jì)方法分為工程與植物技術(shù)。植物防護(hù)設(shè)計(jì)通過(guò)植被覆蓋路基邊坡坡面土壤提升坡面穩(wěn)定性，如土工格室結(jié)合三維網(wǎng)直槽防護(hù)設(shè)計(jì)、適用于酸性土質(zhì)邊坡的植生基質(zhì)噴射技術(shù)等。公路路基設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合所在地的地質(zhì)條件等選擇適宜的種植植物，并確保其成活率。工程防護(hù)設(shè)計(jì)方法分為工程防護(hù)與加固設(shè)計(jì)，坡面防護(hù)設(shè)計(jì)適用于公路路基基巖地質(zhì)，路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)包括噴漿防護(hù)設(shè)計(jì)、漿砌片石防護(hù)設(shè)計(jì)等，具體需工作人員根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂虻葘?shí)際情況進(jìn)行合理選擇。

公路路基邊坡加固方法選用，需設(shè)計(jì)人員明確設(shè)計(jì)原則，選擇適當(dāng)?shù)穆坊吰录庸谭椒?，認(rèn)真調(diào)查所在地地質(zhì)條件，明確邊坡范圍等條件，采用預(yù)應(yīng)力錨索提高巖體強(qiáng)度穩(wěn)定性。常用的路基邊坡加固設(shè)計(jì)方法包括邊坡錨固設(shè)計(jì)等，其中格構(gòu)加固邊坡設(shè)計(jì)具有布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，可選擇植草防護(hù)加固；邊坡錨固設(shè)計(jì)適用于不穩(wěn)定邊坡施加預(yù)應(yīng)力錨固。設(shè)計(jì)人員需結(jié)合工程施工情況合理確定路基高度等關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)；同時(shí)，由于氣候特征等外界因素會(huì)影響公路路基邊坡穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)人員要靈活采用工程地質(zhì)比擬法，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比法研究其相似性。另外，在公路邊坡路基防護(hù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還要綜合考慮環(huán)保要求，保證公路路基設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益。

在公路路基邊坡設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要注意調(diào)整設(shè)計(jì)觀念，通過(guò)研究路基邊坡施工數(shù)據(jù)修正設(shè)計(jì)方案，注意結(jié)合地質(zhì)情況完善設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)路基邊坡防護(hù)方案時(shí)避免過(guò)度設(shè)計(jì)，如植物根系生長(zhǎng)導(dǎo)致路基土體內(nèi)部出現(xiàn)病害。在邊坡設(shè)計(jì)中，注意植物對(duì)邊坡防護(hù)的影響，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)特性選擇植物設(shè)計(jì)邊坡防護(hù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。公路路基設(shè)計(jì)中防護(hù)材料選擇非常重要，工作人員應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)倪吰路雷o(hù)材料，如捶面邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)可選用混合土等材料，同時(shí)還要注意選擇施工材料的經(jīng)濟(jì)因素等。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路工程建設(shè)不斷加快。邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)是綜合技術(shù)，會(huì)影響公路行車安全。我們只有對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，才能采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)也是公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要合理制定邊坡防護(hù)方案，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整公路路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案，以滿足公路交通運(yùn)行需求。