探討公路路基邊坡坍塌形成與防治對策

馬加沛

（云南云嶺橋隧科技有限公司，云南 昆明 650051）

0 前言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在公路路基的建設(shè)過程中，路基邊坡坍塌成為常見的公路路基損害問題，其嚴(yán)重影響公路的使用壽命和行駛安全，使得公路使用效果大大縮減。結(jié)合云南某高速公路路基邊坡的研究現(xiàn)狀，可發(fā)現(xiàn)其研究起步相較于其他地區(qū)較晚，因此，路基邊坡災(zāi)害防治體系還不夠完善，尤其是公路路基邊坡坍塌現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，相關(guān)交通管理者應(yīng)當(dāng)對這些問題重視起來，加大病害防治措施的研究。利用科學(xué)的路基邊坡失穩(wěn)研究辦法對其進(jìn)行深入研究，找到路基邊坡坍陷的真正成因，針對性地提出相應(yīng)的解決措施，延長高速公路的使用壽命，提升高速公路的綜合服務(wù)水平。

1 公路邊坡坍塌原因

就目前來看，造成云南地區(qū)公路路基邊坡坍塌的成因來自很多方面，主要可以分為主觀原因和客觀原因這兩方面。

1.1 主觀原因

主觀原因主要指的是相關(guān)的公路工程因素方面的影響，主要可以分為五點(diǎn)：

（1）公路路基邊坡石方在爆破的過程中，使用的爆破藥量過大，導(dǎo)致邊坡坡體巖石受到爆破的影響由緊密變?yōu)樗缮?，從而造成邊坡失穩(wěn)。

（2）施工人員在進(jìn)行邊坡開挖工作以后沒有及時(shí)地做好防護(hù)工作，使大部分邊坡直接裸露，受到大氣中風(fēng)雨因素的影響，從而引起一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，最終邊坡巖體遭到侵蝕剝脫，從而失去穩(wěn)定。

（3）邊坡排水措施沒有達(dá)標(biāo)也是造成公路路基邊坡坍塌的主觀原因之一。在面臨極端環(huán)境時(shí)，例如暴雨時(shí)期就會(huì)造成邊坡受到水流的急速?zèng)_刷而形成坍塌，從而造成路基邊坡失穩(wěn)。

（4）相關(guān)人員在進(jìn)行邊坡防護(hù)時(shí)沒有根據(jù)水文地質(zhì)環(huán)境客觀地選擇好相應(yīng)的防護(hù)形式，導(dǎo)致防護(hù)效果無法達(dá)到預(yù)期，防護(hù)效果不佳，久而久之，會(huì)造成公路路基邊坡失穩(wěn)。

（5）地下水位高，開挖后邊坡滲水，沒有及時(shí)打疏干孔排水。

1.2 客觀原因

（1）云南地區(qū)公路路基邊坡土質(zhì)較為松散，呈堆積狀，自穩(wěn)性差。此類型邊坡由于在開挖之后破壞了原先的巖土受力，巖土應(yīng)力重分布后受力不均衡導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性下降，從而失衡引起邊坡坍塌。

（2）大部分公路路基邊坡巖體受到外力作用較松散破碎，同時(shí)邊坡較高，也會(huì)在一定程度上影響邊坡的穩(wěn)定性。

（3）邊坡的巖性組成眾多，膨脹土、碳質(zhì)泥巖、頁巖是其主要組成類型，因此在雨季受到雨水的影響，土體就會(huì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，土顆粒之間的膠結(jié)作用就會(huì)減弱，黏聚力也會(huì)隨之降低，從而失去平衡，引起坍塌現(xiàn)象發(fā)生。

（4）邊坡的巖層走向多為斜向路基方向，工作人員在進(jìn)行路基邊坡開挖以后，巖體可能會(huì)沿著坡面滑塌，從而引起路基邊坡坍塌。

（5）受到水文地質(zhì)環(huán)境影響，公路路基下方地下水充足，這樣一來，邊坡下方土體長時(shí)間浸泡在地下水中，就會(huì)導(dǎo)致土質(zhì)松軟，土顆粒之間失去黏性，再加上地下排水受阻，路基邊坡塌方也就隨之產(chǎn)生。

2 坍塌病害分類

按照成因分析，坍塌病害主要可以分為以下三類：

（1）均質(zhì)土坍塌。此坍塌類型主要是由于路基邊坡土質(zhì)較為單一形成，例如碳質(zhì)泥巖類邊坡以及膨脹粉質(zhì)黏土等[1]。均質(zhì)土坍塌的發(fā)生位置往往是在整個(gè)坡體中，塌床呈圓弧形，其厚度在1～3m范圍內(nèi)。

（2）覆蓋層坍塌。覆蓋層土坍塌形成的原因眾多，主要是土質(zhì)松散引起的。坍塌發(fā)生的位置常在坡體、坡內(nèi)或者坡腳，而病害程度與覆蓋層厚度密切相關(guān)。

（3）結(jié)構(gòu)面坍塌。該種坍塌類型是邊坡土體整個(gè)沿著軟弱結(jié)構(gòu)面下滑而產(chǎn)生，塌床形狀由邊坡土體結(jié)構(gòu)決定，常為曲線性或者直線性，結(jié)構(gòu)面坍塌常發(fā)生在整個(gè)坡體中[2]。

3 公路路基邊坡坍塌原因簡析

公路路基邊坡受到多方因素影響，以下僅結(jié)合云南地區(qū)某高速公路的土質(zhì)邊坡坍塌為研究對象，對坍塌原因做出粗淺分析。

3.1 邊坡的組成及其強(qiáng)度

云南地區(qū)公路路基邊坡分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡。其中，土質(zhì)邊坡會(huì)受到自身土層的影響。土層強(qiáng)度主要根據(jù)土顆粒的內(nèi)摩擦角、土顆粒的大小，以及土體的組成情況來劃分。一般而言，內(nèi)摩擦角大，土顆粒級配良好，那么土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。而土體顆粒的尺寸大小則會(huì)影響邊坡結(jié)構(gòu)的組成類型，進(jìn)而影響邊坡的土體穩(wěn)定性。舉例而言，當(dāng)土體含水率不高時(shí)，那么土顆粒之間的內(nèi)摩擦角減小，粘聚力也會(huì)降低，此時(shí)的抗滑力低于粘聚力，再加上土體的內(nèi)摩擦阻力以及抗剪切力也不高的情況下，就會(huì)引起路基邊坡坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。云南地區(qū)高速公路路基邊坡的巖石組成多為花崗巖，而此種巖石的物理力學(xué)性能較好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

3.2 坡度影響

公路路基邊坡主要分為兩種，分別為人造邊坡和天然邊坡。這兩類邊坡差異較小，最大的差別僅在坡度高低上。所謂的坡度就是指整個(gè)邊坡的底部寬度與高度二者的比值，比值越小，坡度越小，那么邊坡就會(huì)趨于穩(wěn)定[3]。相關(guān)工作人員在進(jìn)行邊坡工程的過程中，要控制好邊坡的坡度，保證其在安全穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，這樣才能避免路基土質(zhì)邊坡災(zāi)害問題的頻發(fā)，使公路路基邊坡穩(wěn)定性提升，其中需要注意的是，工作人員應(yīng)盡量使開挖坡度符合設(shè)計(jì)要求。但是在實(shí)際的施工過程中，多方因素會(huì)干擾施工的進(jìn)行，例如水文地質(zhì)環(huán)境、天氣影響、施工人員的專業(yè)素養(yǎng)水平以及施工工藝水平高低的影響，對于某些施工隊(duì)伍來說，其一味地追求經(jīng)濟(jì)利益而加快工期，沒有按照既定的施工計(jì)劃進(jìn)行，在進(jìn)行邊坡防治的環(huán)節(jié)中，通過堆砌廢料的方式來提升施工坡度，雖然坡度增加了，但防護(hù)工作沒有做好的話，就會(huì)造成潛在的安全隱患，進(jìn)而危及施工人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全，帶來不良的后果。

3.3 人類的活動(dòng)影響

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，云南的高速公路建設(shè)也處在蓬勃興起的態(tài)勢之中，建設(shè)規(guī)模不斷加大，過度的建設(shè)會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件受到破壞，各種不合理的建設(shè)方案對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重破壞，同時(shí)也影響到土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。就目前來看，公路路基邊坡施工中常常存在隨意處理的現(xiàn)象發(fā)生，對于一些大型的工程項(xiàng)目來說，工程施工團(tuán)隊(duì)在選擇工程項(xiàng)目建設(shè)的位置上，會(huì)選擇建設(shè)在路基邊坡周圍，這樣就會(huì)產(chǎn)生潛在的安全隱患問題，路基邊坡壓力過大，就會(huì)產(chǎn)生邊坡下滑的現(xiàn)象，進(jìn)而破壞當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)邊坡的穩(wěn)定。除了以上影響之外，大部分的工程建設(shè)項(xiàng)目自身也存在安全隱患問題，例如施工建設(shè)方案不夠合理，施工中防護(hù)工作沒有做到位，沒有控制好爆破的力度，這就會(huì)導(dǎo)致邊坡內(nèi)部的應(yīng)力產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進(jìn)一步影響路基邊坡的穩(wěn)定性，造成路基邊坡的坍塌。

4 防治措施

4.1 截排水工程

為了做好截排水工程，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做好以下幾點(diǎn)：

（1）在進(jìn)行地面排水工程的設(shè)計(jì)工作過程中，為了減小暴雨天氣的影響，路基邊坡需設(shè)截水溝及平臺(tái)溝，防止坡面水對開挖邊坡的沖刷。如開挖坡面出水設(shè)置疏干孔盡可能地將坡體內(nèi)部的水排出坡面，避免坡體水沖刷對路基邊坡的影響。

（2）在進(jìn)行地下排水工程的設(shè)計(jì)工作過程中，一般的地下排水設(shè)計(jì)工作往往利用盲溝的設(shè)置來達(dá)到地下排水的目的。這種設(shè)計(jì)方法能夠較好地提高路基強(qiáng)度并防治路基邊坡坍塌，通過設(shè)置盲溝能夠快速排出路基邊坡的地表水以及邊坡內(nèi)部過多的積水，因此盲溝能夠達(dá)到較好的排水效果。

4.2 邊坡防護(hù)工程

在邊坡防護(hù)工程中，主要有植被防護(hù)、圬工砌體、錨桿框架和錨索框架防護(hù)。植被防護(hù)主要通過在邊坡的坡面種植草坪來不斷改善土壤的環(huán)境，加強(qiáng)土壤顆粒之間的粘聚力，即使面臨雨水的襲擊，也能保證邊坡不受到雨水的影響。但需要注意的是，工作人員在種植草坪時(shí)盡可能提前種植，同時(shí)選擇合適的晴朗天氣施工，防止雨水進(jìn)入路基邊坡內(nèi)部。圬工砌體防護(hù)主要是鋼筋混凝土構(gòu)筑物或者骨架式漿砌片石來鋪筑整個(gè)公路路基邊坡的坡面，但也要結(jié)合植被防護(hù)，在內(nèi)部種植一些草皮保護(hù)漿砌骨架，最大程度地避免雨水對其造成的影響。錨桿框架和錨索框架防護(hù)是利用錨桿和錨索及其框架，改變邊坡巖土受力狀態(tài)，使巖土穩(wěn)定的一種防護(hù)方法，此方法在高邊坡中應(yīng)用較為廣泛。

4.3 支擋工程

支檔工程防治措施主要應(yīng)用在公路路基邊坡的跛腳部位的坍塌處治，開挖的路基一旦發(fā)生這類坍塌，如若處理不好，則會(huì)加大坍塌的程度。基于此，技術(shù)人員需要結(jié)合地質(zhì)情況設(shè)置合適的支擋結(jié)構(gòu)來抵御邊坡的坍塌，主要有抗滑樁板墻、抗滑墻、鋼管樁、鋼筋籠、護(hù)面墻等。并選擇合適的開挖方案避免發(fā)生坍塌。

5 結(jié)語

綜上所述，造成公路路基邊坡坍塌的原因很多，交通管理人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，制定好相應(yīng)的防治措施，在開挖作業(yè)時(shí)采取保護(hù)路基邊坡的穩(wěn)定措施。除此之外，相關(guān)工作人員還需要做好路基邊坡防水、排水工作，避免雨水進(jìn)入路基邊坡內(nèi)部，選取經(jīng)濟(jì)有效的方案進(jìn)行防治，保證高速公路的使用效果，延長其使用周期。