淺論公路路塹高邊坡的分析與處理

高世明

摘 要：隨著我國(guó)公路行業(yè)的快速發(fā)展，路塹高邊坡的數(shù)量越來(lái)越多。工程中經(jīng)常由于對(duì)路塹高邊坡的處理不當(dāng)而造成重大損失和事故，該文基于這一現(xiàn)狀，對(duì)路塹高邊坡的變形、破壞和穩(wěn)定性進(jìn)行研究分析，提出了路塹高邊坡的處理范圍，重點(diǎn)探討了各種路塹高邊坡的處理方法，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明各種處理方法的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路工程；路塹高邊坡；變形破壞；穩(wěn)定性；處理方法

隨著經(jīng)濟(jì)和交通的發(fā)展，近幾年我國(guó)的公路行業(yè)發(fā)展迅速，由于我國(guó)地勢(shì)起伏較大，地質(zhì)條件復(fù)雜，在某些地區(qū)特別是山區(qū)修建公路時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到路塹高邊坡。

在公路工程中，一般認(rèn)為土質(zhì)挖方邊坡高度超過(guò)20m、巖石挖方邊超過(guò)30 m的邊坡稱為路塹高邊坡，在公路工程中經(jīng)常能遇到路塹高邊坡，由于工程的建設(shè)會(huì)在很大程度上打破原有的自然邊坡的平衡狀態(tài)，若控制和處理不當(dāng)，有可能會(huì)造成高邊坡的失穩(wěn)而形成邊坡地質(zhì)災(zāi)害，損壞公路，帶來(lái)重大損失和事故。因此進(jìn)行路塹高邊坡的分析和處理，對(duì)提高公路的安全性有重要的意義。

1 公路路塹高邊坡的處理范圍

邊坡在發(fā)生失穩(wěn)之前通常是穩(wěn)定的，由于自然因素和人類活動(dòng)等因素的影響，邊坡中的土體強(qiáng)度逐漸降低，邊坡內(nèi)部的下滑力增大，而抗滑力逐漸減弱，使邊坡的穩(wěn)定性遭到破壞。路塹高邊坡的變形破壞的類型主要有坍塌、滑坡、崩塌、錯(cuò)落及傾倒。

路塹高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)宜綜合采用工程地質(zhì)類比法、圖解分析法、極限平衡法和數(shù)值分析法進(jìn)行。路塹高邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算方法應(yīng)考慮邊坡的破壞形式，按下列方法確定：①規(guī)模較大的碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡宜采用Bishop計(jì)算。②對(duì)可能產(chǎn)生直線型破壞的邊坡宜采用平面滑動(dòng)面解析法進(jìn)行計(jì)算。③對(duì)可能產(chǎn)生折線形破壞的邊坡宜采用不平衡推力法計(jì)算。④對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖質(zhì)邊坡，可配合采用赤平投影法和實(shí)體比例投影法分析及楔形滑動(dòng)面法進(jìn)行計(jì)算。⑤當(dāng)邊坡破壞機(jī)制復(fù)雜時(shí)，宜結(jié)合數(shù)值分析法進(jìn)行分析。

2 高邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)原則

1）設(shè)計(jì)中貫徹“不破壞就是最大的保護(hù)”的理念，合理放坡，加固適度，盡量做到土石方填挖平衡，減少征地和棄方。

2）加強(qiáng)地質(zhì)勘探和現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查，深入分析地質(zhì)條件，增強(qiáng)工程研判，提高技術(shù)措施的針對(duì)性。

3）路塹高邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合已有地質(zhì)勘察資料，根據(jù)邊坡的巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水的作用和風(fēng)化程度，采取相應(yīng)措施，確保高邊坡的安全、可靠。加固設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“一次根治，不留后患”的原則，采用自穩(wěn)定為主、加固為輔、排水及防護(hù)并重的綜合處理措施，確保施工中臨時(shí)穩(wěn)定和通車后長(zhǎng)期穩(wěn)定。

4）固“腳”強(qiáng)“腰”和加強(qiáng)截、排水是提高邊坡整體穩(wěn)定性的有效手段。

3 公路路塹高邊坡的處理方法

3.1 分級(jí)開(kāi)挖、放坡

為了保證邊坡在施工工程中的穩(wěn)定性，在某些地區(qū)的公路路塹開(kāi)挖過(guò)程中，特別是在軟質(zhì)巖高邊坡地段，經(jīng)常采用分級(jí)開(kāi)挖的方式，將坡形設(shè)置為臺(tái)階式，并對(duì)各級(jí)的坡度進(jìn)行控制，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行放坡處理。

對(duì)于路塹高邊坡的分級(jí)開(kāi)挖，臺(tái)階的高度一般為8～12 m整巖體和頂級(jí)緩坡可以放緩至15 m，平臺(tái)寬度一般為1～3 m，在路塹高邊坡坡體的中部設(shè)置4～6 m中間平臺(tái)以減小坡腳的應(yīng)力，優(yōu)化高邊坡的應(yīng)力狀態(tài)。路塹高邊坡的坡率一般根據(jù)邊坡的地質(zhì)巖性、風(fēng)化程度等因素來(lái)選擇，一般采用如下原則：微風(fēng)化巖0.25～0.50，弱風(fēng)化巖0.50～0.75，強(qiáng)風(fēng)化巖0.75～1.00，坡殘積層1.00～1.25，松散軟弱土層1.25～1.50。

3.2 支擋措施

1）抗滑樁?？够瑯妒谴┻^(guò)滑坡體深入于滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)力，起穩(wěn)定邊坡的作用，是一種抗滑處理的主要措施。抗滑樁對(duì)路塹高邊坡坡體的作用是利用抗滑樁插入滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定地層對(duì)樁的抗力（錨固力）平衡滑動(dòng)體的推力，增加其穩(wěn)定性。由于路塹高邊坡的邊坡較高、較長(zhǎng)，坡腳往往會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，加上地質(zhì)條件差，邊坡極易產(chǎn)生坍塌滑坡的破壞，因此經(jīng)常采用抗滑樁對(duì)路塹高邊坡的坡腳進(jìn)行加固，有利于整個(gè)邊坡的穩(wěn)定。

2）擋土墻。擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。擋土墻能夠抵抗側(cè)向土壓力，防止墻后的土體坍塌，增加穩(wěn)定性。在路塹高邊坡工程中，在地質(zhì)條件較好的情況下，為了減少開(kāi)挖工程量，加強(qiáng)坡腳的強(qiáng)度，經(jīng)常采用M7.5號(hào)漿砌片石擋土墻。

3）邊坡防護(hù)網(wǎng)。在路塹高邊坡工程中，經(jīng)常設(shè)置邊坡防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，邊坡防護(hù)網(wǎng)分主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)和被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是以鋼絲繩網(wǎng)為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護(hù)斜坡或巖石上，以限制坡面巖石土體的風(fēng)化剝落或破壞以及為巖崩塌，或?qū)⒙涫刂埔欢ǚ秶鷥?nèi)運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)防護(hù)是由鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、固定系統(tǒng)（錨桿、拉錨繩、基座和支撐繩）減壓環(huán)和鋼柱4個(gè)主要部分構(gòu)成。鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)連接組合構(gòu)成一個(gè)整體，對(duì)所防護(hù)的區(qū)域形成面防護(hù)，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到邊坡防護(hù)的作用。路塹高邊坡旁經(jīng)常有巖崩、飛石，甚至有雪崩、泥石流燈現(xiàn)象，設(shè)置被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，可以避開(kāi)這些危險(xiǎn)。

3.3 深層加固

預(yù)應(yīng)力錨索（桿）技術(shù)是20世紀(jì)60年代以來(lái)廣泛用于巖土工程的一項(xiàng)新技術(shù)，主要用于整治滑坡及邊坡加固，具有施工機(jī)動(dòng)靈活、施工快、安全及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，因此在公路建設(shè)工程中得到廣泛地應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力錨索（桿）是由鉆孔穿過(guò)軟弱巖層或滑動(dòng)面，把錨桿一端錨固在堅(jiān)硬的巖層中（稱內(nèi)錨頭），然后在另一個(gè)自由端（稱外錨頭）進(jìn)行張拉，從而對(duì)巖層施加壓力對(duì)不穩(wěn)定巖體進(jìn)行錨固。為了保證路塹高邊坡在施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，在軟質(zhì)巖高邊坡地段，經(jīng)常采用分級(jí)開(kāi)挖、分級(jí)采用預(yù)應(yīng)力錨索（桿）加固的方法對(duì)邊坡進(jìn)行深層加固，把滑坡體穩(wěn)定在堅(jiān)硬的巖層上。

3.4 坡面防護(hù)

路塹高邊坡坡面在各種自然因素和人工改造的作用之下，很容易發(fā)生變形破壞。為了保證路塹高邊坡的整體穩(wěn)定性，要對(duì)路塹高邊坡進(jìn)行必要的坡面防護(hù)措施，對(duì)路塹高邊坡的坡面防護(hù)有工程防護(hù)和植物防護(hù)。植物防護(hù)一般采用鋪草、種草和植灌木形式，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土質(zhì)、含水量等因素，選用易于成活、便于養(yǎng)護(hù)和經(jīng)濟(jì)的植物類種。工程防護(hù)適用于不宜于草木生長(zhǎng)的陡坡面，一般采用抹面、捶面、噴漿、勾（灌）縫及坡面護(hù)墻等形式。有時(shí)會(huì)采取工程防護(hù)和植物防護(hù)相結(jié)合，如窗孔式護(hù)面墻和拱形骨架植物防護(hù)。

3.5 施工措施

由于路塹高邊坡存在施工高度大、易失穩(wěn)等缺點(diǎn)，邊坡的開(kāi)挖方式對(duì)開(kāi)挖后邊坡的穩(wěn)定性有至關(guān)重要的影響，所以必須要控制好路塹高邊坡的開(kāi)挖，應(yīng)注意做到：①當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)不好的時(shí)候，可采取馬口開(kāi)挖或跳槽開(kāi)挖的方式。②自上而下分級(jí)開(kāi)挖，分級(jí)支護(hù)，嚴(yán)禁掏底開(kāi)挖。③嚴(yán)格控制爆破工程，不得松動(dòng)邊坡面的巖層，嚴(yán)禁運(yùn)用大爆破，可以使用預(yù)裂爆破，采用小孔、小藥量爆破，巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖采用光面爆破施工。④錨孔鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)采用干鉆，以免邊坡軟化。⑤邊坡開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)對(duì)邊坡變形情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)巖土力學(xué)參數(shù)與設(shè)計(jì)有較大出入時(shí)應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)方聯(lián)系等措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

路塹高邊坡是公路建設(shè)中的重要組成部分，在公路工程中，關(guān)于路塹高邊坡的處理沒(méi)有固定的模式可參考，只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)公路路塹高邊坡的特征和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并選擇合理的處理措施。

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