高速公路邊坡加固與防護(hù)技術(shù)研究

閻麗紅

山西交通控股集團(tuán)有限公司太原高速公路分公司 山西太原 030006

高速公路邊坡容易出現(xiàn)塌陷，會(huì)出現(xiàn)重大安全事故，阻礙安全行駛，影響人們的正常生活，制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，需要對(duì)邊坡進(jìn)行加固，保障高速的正常運(yùn)行，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。

1 影響邊坡穩(wěn)定因素

1.1 巖土地質(zhì)

我國(guó)疆土遼闊，有非常復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，有些地質(zhì)巖土非常松軟，具有較強(qiáng)脆性，這就使得力學(xué)性能較弱。一旦在這樣的地質(zhì)條件下開挖邊坡，就出現(xiàn)塌陷，引起滑坡。因?yàn)檫吰麻_挖深度大，會(huì)造成力學(xué)結(jié)構(gòu)變化，邊坡的承受力加大，就會(huì)使邊坡穩(wěn)定性下降。

1.2 外力因素

對(duì)于高速公路工程來說，它屬于大型工程，在施工中，時(shí)常會(huì)有沖擊力大的行為產(chǎn)生，一旦沖擊力對(duì)邊坡發(fā)生作用，就使得邊坡力學(xué)結(jié)構(gòu)驟變，產(chǎn)生巨大影響。一般來說，邊坡穩(wěn)定性由兩個(gè)因素決定，一是力學(xué)性能，二是力學(xué)結(jié)構(gòu)。邊坡受到外力沖擊出現(xiàn)塌陷，是因?yàn)闆_擊力使土體分布受到干擾，影響了力學(xué)結(jié)構(gòu)，使邊坡的載荷能力受到影響[1]。另外，外力影響多種多樣，一些人員出現(xiàn)或者意外事故，會(huì)使邊坡受到?jīng)_擊。

1.3 人工因素

高速公路的施工，要通過施工人員執(zhí)行。在人員施工中，就存在一定的波動(dòng)性，還存在一定誤差，這樣邊坡傾斜的幾率就會(huì)大大增加，引發(fā)塌陷的可能性就會(huì)增大。對(duì)于邊坡設(shè)計(jì)來說，它是一項(xiàng)非常復(fù)雜工作，在設(shè)計(jì)的過程中，要與高速公路主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合。要考慮以下幾個(gè)因素，第一是邊坡深度，第二是土力學(xué)強(qiáng)度，第三是邊坡坡率。在設(shè)計(jì)中，所涉及到的因素非常多，就要求設(shè)計(jì)人員必須具備較高素質(zhì)和理論水平。如果計(jì)算方法錯(cuò)誤，就會(huì)給工程帶來危險(xiǎn)。另外，要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊坡開挖，施工結(jié)果一到要達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，但是實(shí)際的施工很難達(dá)到理論上的要求，有的問題施工人員也不能做出合理解決。這些因素的存在，都會(huì)使邊坡的穩(wěn)定性受到很大影響[2]。

2 穩(wěn)定性分析方法

邊坡塌陷最為直接的原因是因?yàn)檫吰麻_挖，使得原有的穩(wěn)定性得到破壞，所以，需要運(yùn)用加固防護(hù)技術(shù)來補(bǔ)強(qiáng)。要先對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，通過分析來確定是不是需要加固。

2.1 定性分析

這種分析法綜合性強(qiáng)，對(duì)邊坡各種資料全面搜集，在進(jìn)行分析或?qū)Ρ?，來確定邊坡穩(wěn)定系數(shù)，從而確定是否需要加固。定性分析的方法多種多樣，第一，歷史分析法，第二，地質(zhì)類比分析法。這些方法中，最為有效的方法是地質(zhì)類比分析法。

2.2 定量分析

一般來說，定量分析有兩種方法，第一，極限平衡分析，第二，有限元法。第一種方法的適用范圍是均質(zhì)良好的邊坡。第二種方法適用于邊坡較差的條件。

3 加固技術(shù)

3.1 放坡減裁法

決定邊坡穩(wěn)定性的最主要因素是載荷。為了提高其穩(wěn)定性，可以削減體積，使得邊坡上部結(jié)構(gòu)的載荷降低，下部所承受壓力減小。這種方法雖然效果很好，如果穩(wěn)定性到達(dá)一定程度，要想使用此法，就要對(duì)邊坡土體大量削減，這會(huì)和公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生矛盾。

3.2 注漿法

這種方法用于地質(zhì)力學(xué)不佳情況。一般說，如果力學(xué)性能不好，會(huì)有許多空隙存在?？梢允褂盟嗪头勖夯业冗M(jìn)行灌注施工。因?yàn)榘韬土狭鲃?dòng)性很強(qiáng)，會(huì)向空隙中流動(dòng)，直到把空隙填滿，慢慢就會(huì)固化，從而使巖土支撐力加大，可以更好預(yù)防塌陷。

3.3 支擋加固法

這種方法是利用支擋構(gòu)造進(jìn)行加固。在高速公路邊坡開挖中，使得坡腳剪應(yīng)力得以集中。一旦抗剪力不夠，坡體就大大變形，因此就需要加固。對(duì)于支擋結(jié)構(gòu)來說，設(shè)置的主要部位是在邊坡腳剪應(yīng)力集中的地方。這種方法的優(yōu)勢(shì)有：第一，工程量少，第二，環(huán)境影響小，第三，施工簡(jiǎn)單，第四，成本低。在選擇這種方法的時(shí)候，要全面考慮，不僅需要考慮邊坡的地形、地質(zhì)，還要考慮周邊環(huán)境。

4 邊坡防護(hù)措施

4.1 坡面防護(hù)

在對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)中，要遵循四個(gè)原則。一是因地制宜，二是安全可靠，三是經(jīng)濟(jì)合理，四是利于景觀。外部因素很容易影響坡面，比如，坡面周圍有水，就會(huì)面臨水沖刷的影響，會(huì)影響力學(xué)性能。所以，在施工中，要進(jìn)行防護(hù)?，F(xiàn)在防護(hù)技術(shù)多為生態(tài)防護(hù)?？梢栽谄旅娣N植植被，可以栽種樹木，種植花草。利用根系，加固坡面土體，就能抵抗水體沖刷。另外，還可以采用骨架和框架梁防護(hù)。

4.2 落石防護(hù)

高速公路周邊會(huì)有一些特殊環(huán)境，在開挖的過程中，會(huì)有一些石塊落下。這些落石會(huì)對(duì)穩(wěn)定性帶來很大影響，還會(huì)引發(fā)安全事故。要對(duì)落石進(jìn)行全面預(yù)測(cè)。一是分布范圍，二是規(guī)模大小，三是運(yùn)動(dòng)軌跡，四是邊坡高度，五是坡面植被，六是和高速公路遠(yuǎn)近。根據(jù)這些因素，對(duì)落石進(jìn)行綜合判斷?？梢詫?duì)危石進(jìn)行清除，可以設(shè)置防護(hù)網(wǎng)把落石攔住，還可以設(shè)置攔石墻進(jìn)行防護(hù)[3]。

5 結(jié)語

總之，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也促進(jìn)了高速公路的建設(shè)。在高速公路建設(shè)過程中，會(huì)存在一些安全隱患。尤其是邊坡中，會(huì)由于力學(xué)性能發(fā)生改變，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)塌陷和滑坡，會(huì)給高速公路帶來很大危險(xiǎn)，也會(huì)阻礙高速公路正常運(yùn)行，甚至?xí)l(fā)生命安全。因此，要加強(qiáng)對(duì)邊坡的防護(hù)和加固，確保邊坡不會(huì)因?yàn)橥饬σ蛩囟l(fā)生塌陷和滑坡。在采取措施中，要針對(duì)邊坡的實(shí)際情況，綜合考慮，采取有針對(duì)性的措施，使邊坡的穩(wěn)定性得到提高，提升邊坡安全系數(shù)，確保高速公路的安全。