探究道路工程高邊坡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，道路工程建設(shè)進(jìn)入了全新的發(fā)展階段，道路工程中高邊坡設(shè)計(jì)是保障施工穩(wěn)定性的關(guān)鍵，在這樣的階段下，積極提升道路工程的開展價(jià)值，促進(jìn)整體道路工程的優(yōu)化發(fā)展。在高邊坡設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)工程實(shí)際情況，做好工程優(yōu)化部署，這樣才能提升整體的工程價(jià)值，保障高邊坡設(shè)計(jì)穩(wěn)定進(jìn)行，提升整體工程的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：道路工程建設(shè);高邊坡工程;設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題

引言

在地形地貌形式中，邊坡是其中的所廣泛存在的形態(tài)之一，在交通建設(shè)中常常會碰到較為復(fù)雜的地形地貌，隨著道路工程建設(shè)區(qū)域的擴(kuò)展以及難度的增加，高邊坡地形因?yàn)槿菀壮霈F(xiàn)變形破壞而對道路工程施工運(yùn)營和施工造成安全隱患，從而為道路工程設(shè)計(jì)和建設(shè)帶來了一定的困難。在道路工程中，高邊坡的施工是有效避免雨水沖刷與崩塌滑坡的措施。合理的高邊坡設(shè)計(jì)與施工在道路工程中是非常重要的。如果道路工程高邊坡的設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，將會在一定程度上威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，相關(guān)人員必須要重視道路工程高邊坡設(shè)計(jì)問題。

1、高邊坡內(nèi)涵和影響因素的分析研究

1.1高邊坡內(nèi)涵

在道路施工過程中，并非完全都是在平地上施工，在一些山區(qū)，在山中建設(shè)道路工程就需要關(guān)注邊坡。邊坡是指，在路基兩側(cè)做成的，一種具有保護(hù)作用，兼具生態(tài)作用，具有一定坡度的坡，邊坡的存在價(jià)值是保證路基的穩(wěn)定性，用于巖性差、強(qiáng)度低、易風(fēng)化的巖層或堅(jiān)硬巖層但出現(xiàn)風(fēng)化破碎情況、表面風(fēng)化剝落的巖質(zhì)地帶，是保障脆弱地帶巖土穩(wěn)定性的關(guān)鍵。高邊坡的作用是防止雨水沖刷，起到固土護(hù)坡的作用，還能有效保持水土平衡，保持路基、邊坡穩(wěn)定，這樣一來，高邊坡施工本質(zhì)上是保障整體的施工開展的重要措施，具有很高的應(yīng)用價(jià)值[1]。

1.2 影響高邊坡穩(wěn)定性的因素

（1）機(jī)械設(shè)備的使用。在道路工程施工過程中，需要應(yīng)用多種技術(shù)設(shè)備提升工程效率，而基于目前建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模比較大的現(xiàn)實(shí)情況考量，建筑機(jī)械的大量使用能節(jié)省操作時(shí)間，這樣就會產(chǎn)生了使用的機(jī)械材料設(shè)備較多的情況。邊坡工程現(xiàn)場多為坡地、地質(zhì)不穩(wěn)定地帶，如果機(jī)械使用過多，堆放過程中容易增加土壤負(fù)荷，從而導(dǎo)致土壤的受力發(fā)生改變。其次，在施工中，因?yàn)槭┕ふ駝?、爆破等作業(yè)的震動過大的問題，也會對土體荷載及其受力產(chǎn)生較為嚴(yán)重的不良影響。

（2）巖土穩(wěn)定性。高邊坡工程所處位置大都是山區(qū)，這樣也導(dǎo)致整體施工的地質(zhì)條件存在較為特殊的問題，而一般的工地上也存在整體上巖土礫石較多的情況，影響了巖土的穩(wěn)定性，正因?yàn)閹r土之間縫隙較大，大間隙為地表徑流帶來了更多的儲存空間，如果是降雨較多的雨季，巖土中的水壓將大大提高，導(dǎo)致巖土的穩(wěn)定性降低，從安全施工的角度來看，巖土穩(wěn)定性不高會導(dǎo)致造成裂縫、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

（3）邊坡本身的含水量較高。巖質(zhì)高邊坡位于山區(qū)地帶，山中的泉水、河水等等讓巖土中含水量豐富，含水量較高也會對邊坡造成侵蝕，這樣一來，會導(dǎo)致地質(zhì)條件發(fā)生變化，影響邊坡的穩(wěn)定性。

2、道路工程高邊坡設(shè)計(jì)常見問題分析

2.1系數(shù)分析中的誤差

高邊坡設(shè)計(jì)有專門的計(jì)算方法和系數(shù)，在高邊坡設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分析相關(guān)系數(shù)，這樣才能對現(xiàn)場情況作出細(xì)致的判斷，然后，根據(jù)各系數(shù)進(jìn)行整體的高邊坡設(shè)計(jì)，確保道路工程高邊坡設(shè)計(jì)是合理的，且有效的。但從目前道路工程高邊坡設(shè)計(jì)的調(diào)查研究來看，相關(guān)的系數(shù)制定大都有很長的年限，加上一些施工人員在前期高邊坡考察的時(shí)候不到位，就會導(dǎo)致其分析結(jié)果往往存在誤差，導(dǎo)致高邊坡設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況不一致，進(jìn)而對后期工程施工的順利實(shí)施產(chǎn)生了影響[2]。

2.2加固設(shè)計(jì)方案選擇不當(dāng)

在高邊坡設(shè)計(jì)階段，根據(jù)高邊坡的具體情況和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保加固方案設(shè)計(jì)的適應(yīng)性和高邊坡施工的順利實(shí)施。高邊坡支護(hù)工程有很多種施工辦法，不同的加固設(shè)計(jì)方案都有不同的施工流程。很多設(shè)計(jì)人言依然選用比較傳統(tǒng)的加固方式，這樣一來，盡管整體的工程方案比較穩(wěn)妥，然而，高邊坡加固設(shè)計(jì)方案往往出現(xiàn)選擇不當(dāng)、設(shè)計(jì)不合理等問題依然比較常見。在實(shí)際的工程過程中，一般都是基于現(xiàn)有的工程機(jī)械和工程技術(shù)水平，做好加固方案設(shè)計(jì)，但正因?yàn)闆]有太多的方案變通，實(shí)際上工程設(shè)計(jì)對于建設(shè)的成本控制效能不高，如果按照既定的設(shè)計(jì)方案繼續(xù)進(jìn)行施工，造成大量資源浪費(fèi)是一方面，還會影響加固效果，整體上，方案選擇不正確，后續(xù)的高邊坡施工整體上都會受到影響，也不利于高邊坡工程施工的順利實(shí)施。

2.3較少考慮工程中的風(fēng)險(xiǎn)

在道路工程高邊坡設(shè)計(jì)中，需要從多方面統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。在實(shí)際的工程建設(shè)過程中，積極提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，才能保證工程順利實(shí)施。而從目前道路工程高邊坡設(shè)計(jì)的實(shí)際情況分析，在設(shè)計(jì)階段普遍存在考慮的因素不全面的問題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案質(zhì)量低下。

3、高邊坡設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1高邊坡的設(shè)計(jì)原則

道路工程施工主要是加固施工，在設(shè)計(jì)階段主要是在高邊坡破壞變形后進(jìn)行合理施工，從一定的角度來看，高邊坡加固施工主要是基于變形和失效操作，在此基礎(chǔ)上，邊坡和邊坡體的有效保護(hù)設(shè)計(jì)主要遵循護(hù)坡加固的原則，由于道路施工中高邊坡不同，高邊坡變形或失效類型不同，因此應(yīng)根據(jù)具體差異有效加固高邊坡，以最大限度地減少破壞。在設(shè)計(jì)階段嚴(yán)格遵循該原則，穩(wěn)定整體施工建設(shè)效果。

3.2高邊坡設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.2.1動態(tài)設(shè)計(jì)

實(shí)際的工程建設(shè)中，由于主客觀條件多方面的影響，會令工程建設(shè)有各種制約，因此，在地基開挖前，有必要深入工程現(xiàn)場做好高邊坡施工的整體勘察，只有系統(tǒng)調(diào)查地質(zhì)構(gòu)造條件，才能確保工程規(guī)劃設(shè)計(jì)符合實(shí)際需要。鑒于此，應(yīng)將地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查納入施工過程，并將其作為前期準(zhǔn)備階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著開挖工程的深入，應(yīng)明確該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件的特點(diǎn)，然后對工程設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一般情況下，需要進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整，提高施工信息控制水平[3]。

3.2.2預(yù)測性設(shè)計(jì)

由于本工程規(guī)模較大，電線分布較廣且分散，本期高邊坡無變形，因此整個(gè)工程設(shè)計(jì)中對邊坡可能變形程度及變形位置的預(yù)測主要集中在開挖后。只有獲得足夠的工程相關(guān)數(shù)據(jù)，做出準(zhǔn)確的預(yù)測，才能保證工程建設(shè)的有序運(yùn)行。

3.2.3風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)

如果缺乏完整的地質(zhì)構(gòu)造資料，就會產(chǎn)生無法為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供真實(shí)可靠參考的問題，從而使得設(shè)計(jì)人員的工作盲目。此外，因?yàn)榈缆肥┕ぶ?，不同地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜多變的問題，在一定程度上也讓勘察難度增加。通常情況下很多施工單位都不重視風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)，而眾所周知，自然邊坡是在地質(zhì)環(huán)境的長期變化中形成的，而人工邊坡是在短時(shí)間內(nèi)人工和機(jī)械合成的，改變了邊坡的自然狀態(tài)和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)條件，這樣一來兩者之間發(fā)生碰撞必然會產(chǎn)生各種風(fēng)險(xiǎn)。因此，在開挖技術(shù)后，不可避免地會出現(xiàn)土體松動和地基下沉等問題，導(dǎo)致工程效益不佳。

3.3 高邊坡設(shè)計(jì)過程中需要著重考慮的影響因素

3.3.1地下管線的敷設(shè)

道路設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)是便民，因此，應(yīng)著重考慮該地區(qū)居民的生產(chǎn)和日常生活是否得到有效改善。在實(shí)際的道路施工過程中，應(yīng)當(dāng)考慮到地下各種管道和電力輸送管道的布置，因?yàn)榈叵鹿芫€的敷設(shè)，將不同程度地影響高邊坡路段的安全穩(wěn)定。因此，在道路設(shè)計(jì)與施工過程中，應(yīng)重視此項(xiàng)建設(shè)，結(jié)合高邊坡施工設(shè)計(jì)，加強(qiáng)整體設(shè)計(jì)工作的規(guī)范化。

3.3.2地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜

高邊坡地段大都是處于地形復(fù)雜多變的區(qū)域，整體上工程的穩(wěn)定性較差，這樣一來，就極容易受到巖層不穩(wěn)定等等所帶來的不利影響。隨著時(shí)間的推移，高邊坡段巖層結(jié)構(gòu)的分布將出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，導(dǎo)致整體地基的穩(wěn)定性得不到保障。因此應(yīng)注意高邊坡斷層面的實(shí)際特征和物理應(yīng)力條件，才能保障整體施工順利穩(wěn)定進(jìn)行。

3.3.3巖石靜水和地下水的作用

除了復(fù)雜的地形特征外，高邊坡路段也非常容易受到巖石靜水壓力作用的影響。高邊坡段巖石之間仍有水。隨著時(shí)間的推移，靜水產(chǎn)生的壓力將大大降低巖石表面的預(yù)應(yīng)力。由于道路上部水壓增大，部分地基土因強(qiáng)水流的影響而流失，影響高邊坡路段的穩(wěn)定性[5]。

4、道路工程高邊坡的穩(wěn)定性分析

在路基邊坡中，開挖高邊坡破壞較多，易失穩(wěn)破壞，病害種類較多。目前，基于預(yù)防與預(yù)防相結(jié)合原則的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法很多。目前工程上主要采用極限平衡法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析，及時(shí)修正開挖邊坡，進(jìn)行觀測，隨時(shí)監(jiān)測邊坡的穩(wěn)定性，最大限度地減少事故的發(fā)生。極限平衡法基于沿破壞面砌塊的剪切阻力與沿破壞面砌塊的剪切力之比。計(jì)算塊體的穩(wěn)定系數(shù)，假設(shè)一個(gè)破壞面，將破壞面內(nèi)的土壤視為分離體，計(jì)算作用在分離體上的力系統(tǒng)達(dá)到靜態(tài)平衡時(shí)所需的巖土阻力或抗剪強(qiáng)度，與破壞面實(shí)際提供的巖石和土壤的阻力或剪切強(qiáng)度進(jìn)行比較。在高邊坡施工中，做好天然邊坡穩(wěn)定性的評價(jià)非常關(guān)鍵，一般的操作流程為，通過鉆孔巖心分析，邊坡開挖后，邊坡頂部的巖石結(jié)構(gòu)，如邊坡粉質(zhì)粘土層和全風(fēng)化巖土，強(qiáng)度較低，開挖后風(fēng)化和含水量增加，強(qiáng)度較低。邊坡開挖后，土質(zhì)邊坡因強(qiáng)度不足會產(chǎn)生坍落變形或圓弧滑動變形。若邊坡中下部為中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，則邊坡節(jié)理裂隙發(fā)育，容易因坡腳應(yīng)力不足而產(chǎn)生擠壓變形破壞[4]。

5、道路工程高邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化探究

5.1設(shè)計(jì)系數(shù)的嚴(yán)格控制

上文已經(jīng)提到了在道路工程的高邊坡設(shè)計(jì)中可能存在的負(fù)面影響因素，為了讓高邊坡設(shè)計(jì)不會受到這些因素的影響，那么就需要在設(shè)計(jì)工作中對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保設(shè)計(jì)參數(shù)具備足夠的精確度和全面性，使得高邊坡設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得到充分的保障。首先在設(shè)計(jì)前應(yīng)該調(diào)查相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，例如相關(guān)的穩(wěn)定性和安全性系數(shù)等等，在實(shí)際調(diào)查的過程中，應(yīng)該由設(shè)計(jì)人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，并根據(jù)具體的情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提升設(shè)計(jì)的合理性，例如在設(shè)計(jì)中通過勘測來了解到滑動面的穩(wěn)定程度，然后根據(jù)實(shí)際狀況來進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提升設(shè)計(jì)合理性，這對于提升高邊坡設(shè)計(jì)質(zhì)量有著重要的意義。其次，在進(jìn)行高邊坡設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該從可行性、成效、造價(jià)、安全等方面來進(jìn)行綜合考慮，在以安全為前提來盡可能的讓設(shè)計(jì)造價(jià)更加合理，通過高邊坡設(shè)計(jì)方案的合理選擇，確保方案得以有效實(shí)施。另外，在完成設(shè)計(jì)方案后要根據(jù)實(shí)際情況來對其進(jìn)行審核和對比，除了要對方案的安全性和合理性進(jìn)行分析之外，也要考慮到該方案是否具備足夠的可行性，要保證該方案的參考價(jià)值達(dá)到要求，這樣才能夠?yàn)楹罄m(xù)的高邊坡施工打下良好的基礎(chǔ)。

5.2對設(shè)計(jì)原則進(jìn)行明確

道路工程建設(shè)有利于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是社會發(fā)展進(jìn)程中十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施，要保證設(shè)計(jì)的合理和安全，需要在進(jìn)行道路工程高邊坡設(shè)計(jì)時(shí)對其基本原則進(jìn)行明確，這樣才能夠確保施工得到順利的開展。高邊坡設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容是加固設(shè)計(jì)，根據(jù)高邊坡的變形和破壞問題來進(jìn)行設(shè)計(jì)，在對高邊坡進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將其中的破壞變形模式作為重要依據(jù)，以此為前提條件來對邊坡進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中嚴(yán)格遵循防護(hù)加固這一基本原則。因?yàn)楣こ谈哌吰滤幬恢么嬖谝欢ǖ牟町悾沟酶哌吰掳l(fā)生變形或者破壞的情況也有著一定的區(qū)別，所以需要結(jié)合實(shí)際情況來對高邊坡進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，將破壞降到最低。在設(shè)計(jì)階段要遵循可行性這一基本原則，避免對植被和樹木的破壞，這也是設(shè)計(jì)工作中需要重點(diǎn)考慮的問題?？偟膩碚f，在高邊坡設(shè)計(jì)中，應(yīng)該對各項(xiàng)資源進(jìn)行有效的整合，遵循穩(wěn)定、節(jié)能、安全、可行這幾方面原則，確保高邊坡設(shè)計(jì)具備足夠的有效性。

5.3選擇合理的加固方式

在對高邊坡進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，需要在了解工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上來選擇最為合理的加固方法，不但能夠加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案質(zhì)量，也能夠?yàn)楣こ添樌麑?shí)施奠定良好的基礎(chǔ)。例如在對高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定加固時(shí)，要在設(shè)計(jì)中重視錨噴加固這一方案，通過對這一方案的應(yīng)用，能夠顯著提升巖土體強(qiáng)度，讓邊坡的坡體和坡面能夠變?yōu)檎w，從而提升整體的穩(wěn)定性。如果在高邊坡中存在穩(wěn)定性不足的問題，那么可在設(shè)計(jì)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨桿這一加固方案，利用鋼絞線和抗滑樁來對坡體力進(jìn)行有效的分散，并將其轉(zhuǎn)移到抗滑樁下部，從而提升高邊坡穩(wěn)定程度，為施工的順利開展奠定基礎(chǔ)。如果因?yàn)槠渌蛩氐挠绊懚鴮?dǎo)致土質(zhì)失穩(wěn)，那么則可采用抗滑樁、水泥砂漿、錨噴加固等材料，并在方案中對材料的格局和布置進(jìn)行明確，從而對高邊坡進(jìn)行有效的加固，提升其穩(wěn)定性?？偠灾?，在高邊坡設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)該考慮到具體的設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)以及具體的情況，從而提升設(shè)計(jì)的合理性和適應(yīng)性，確保后期的施工能夠得到順利的開展。

6、結(jié)語

總而言之，隨著中國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，關(guān)于提高道路工程建設(shè)效能的相關(guān)研究不斷深入，在實(shí)際的工程建設(shè)過程中，道路施工需要關(guān)注高邊坡施工得以順利進(jìn)展，切實(shí)保障山區(qū)道路施工的平穩(wěn)有序進(jìn)行，高邊坡施工的穩(wěn)定性直接影響到整體工程的安全性和科學(xué)性，積極部署。

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作者簡介：李碩，1981.09.27，男，漢族，四川仁壽，高級工程師，大學(xué)本科，中國電建成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，道路工程

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