高速公路填方路基邊坡設計

胡晨霞

（河北銳馳交通工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

在當前的高速公路工程建設中，填方路基越來越多，這使得填方路基邊坡設計成為工程建設的一個重點問題。為保證填方路基邊坡穩(wěn)定性，需要做好邊坡設計。因此，有必要結合工程實際情況，對其填方路基邊坡設計進行分析，采取適宜的邊坡防護措施。

1 工程概況

某高速公路路段總長約19.5km，分為平原區(qū)和山嶺區(qū)兩部分，平原區(qū)總長約9.5km，其路基設計寬度為24.5m，山嶺區(qū)總長約10km，其路基設計寬度為20.0m。兩區(qū)域路面設計寬度相同，均為15.0m。該段路線從多種地段中通過，如山谷、丘陵、山嶺，路線起伏相對較大。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，山間洼地以砂土為主，部分山坡大面積裸露花崗巖。通過對全線實際情況的了解，其地質(zhì)水文條件相對復雜，另外，線路所處地區(qū)為亞熱帶區(qū)，年降雨量可以達到1600～1800mm?？梢姡瑹o論是工程地質(zhì)還是自然氣候都對填方路基邊坡安全不利，必須做好邊坡設計，為邊坡穩(wěn)定和安全奠定良好基礎。

2 沿線勘察

做好沿線勘察的目的是為后續(xù)設計工作提供可靠的參考依據(jù)，保證設計成果的合理性與可行性，所以必須引起相關人員的重視，保證沿線勘察結果的真實性與準確性。因路基加寬和部分地段對路線進行調(diào)整，導致部分斷面在開挖完成后實際的地質(zhì)情況和勘察結果不相符，另外，部分路段在實際施工中未能開挖至原來的坡率，導致邊坡設計和實際情況存在較大出入。為切實保證工程質(zhì)量，避免邊坡失穩(wěn)給路基造成不同程度的損害，確保路段通車以后通行環(huán)境良好，并兼顧和自然環(huán)境協(xié)調(diào)的要求，需要對原邊坡設計予以適當調(diào)整和變更。

為掌握工程具體情況，需要在現(xiàn)場做好全面調(diào)查工作[1]。對此，應以沿線地形地勢和地質(zhì)條件為依據(jù)，對填方路段開展細致的調(diào)查與相關資料收集工作。調(diào)查工作主要內(nèi)容包括：明確填料來源，即可進行取土的具體地點；明確填料類型與性質(zhì)；掌握基底實際情況以及填方段自然坡率，確定是否存在軟弱層；確定是否存在地下水與地表水，并明確其可能給邊坡造成的影響；確定具體的施工期限與方法，包括填方高度。通過細致的調(diào)查，可以收集很多新資料，并能對現(xiàn)有資料進行良好的補充，為原設計變更與修改提供參考依據(jù)，如部分邊坡坡率調(diào)整等，此外還能為填方相對較大的邊坡實施特殊處理[2]。

3 邊坡防護設計

對于路基邊坡，其設計關鍵問題為邊坡防護，即確定適宜的邊坡坡率與采用適當?shù)呐潘绞降龋绻幚聿划?，除了會產(chǎn)生邊坡沖溝或局部防護碎落，還會對路容造成影響并引起邊溝堵塞，嚴重時將引起滑坡或坍塌，對路基造成侵占，影響路基自穩(wěn)性，造成交通阻塞，并威脅行車安全?；诖?，邊坡防護必須引起相關人員高度重視。對路基邊坡進行防護設計的根本目標在于為邊坡表面提供良好保護，避免受到雨水直接沖刷，并減緩溫濕度發(fā)生變化可能造成的影響，延緩或從根本上解決巖層風化、破碎和分離等問題，為路基提供良好保護，使其保持穩(wěn)定。目前常用的邊坡防護措施包括以下幾種：植被防護、漿砌片石護坡、混凝土護坡、砌筑擋墻等。在設計中需要以沿線的地形地勢與地質(zhì)條件為依據(jù)，結合填筑高度，確定適宜的邊坡防護方式，有時采用一種防護措施即可，而更多的時候需要采用多種防護措施相結合的方式，以保證防護和加固效果[3]。

3.1 植被防護

植被防護是指在邊坡表面進行植被的種植，用于減緩邊坡表面水體流動速度，并借助植物根系具有的固結作用減小土層受到的水流沖刷，以發(fā)揮護坡的作用。該防護措施除了能對公路環(huán)境進行美化，對邊坡局部溫濕度進行調(diào)節(jié)，還能使邊坡表面土體達到固結，并保持穩(wěn)定，而且施工也相對簡單和經(jīng)濟。采用植被防護措施進行邊坡防護設計時，應優(yōu)先選擇根系發(fā)達且抗旱能力較強的矮莖草種。其具體的操作方法有以下幾種：其一，在邊坡表面土質(zhì)均勻撒布草籽，然后加水和肥料進行拌和，該方法操作簡單，且成本低廉，但容易受到侵蝕，導致成活率不高[4]；其二，先對坡面進行必要的修整，然后利用專門的噴漿機將預先拌和均勻的由草籽、肥料、黏土及水混合而成的混合料均勻噴射在坡面上，和原土壤之間良好黏合，促使草籽在邊坡土壤中快速發(fā)芽，最終形成良好的保護，該方法雖然操作相對復雜，且需要用到專門的噴漿機，但效果好、成活率高。無論采用哪一種方法，都應在初期采取防止侵蝕的措施，如采用纖維網(wǎng)進行覆蓋等。另外，考慮到邊坡表面未做加筋處理，所以暴雨及徑流會對坡面造成很大的破壞，故植被防護需在3～5月施工[5]。

3.2 工程防護

工程防護主要用于不適宜采用植被防護措施的邊坡，如風化較為嚴重的巖石邊坡，該方法實際上就是設置各類人工構造物，如干砌片石、漿砌片石、拱式或網(wǎng)格防護、預制塊鋪砌。其中，干砌片石可保護邊坡減少降雨及徑流的破壞，并防止浸水路堤受到水流的直接沖刷。在潮濕或存在凍害的情況下，以及長時間受到主動土壓作用的段落，通常不建議采用這一方法，可以在下邊坡防護中使用，其坡度一般為1∶1.5～1∶2[6]；漿砌片石主要用于浸水路段和沖刷較為嚴重的土質(zhì)邊坡，要求加強防護和排水之間的結合。如果水流速度相對較大，考慮到有很強波浪作用，且可能存在其他物體造成撞擊，故應優(yōu)先考慮該防護方法，并在必要的情況下聯(lián)合使用擋墻。

該方法的主要優(yōu)勢為有良好的耐久性，成本適中，在上、下邊坡普通坡面中均可使用；拱式與網(wǎng)格護坡能解決砌石護坡存在的抗沖刷能力相對較弱與圬工量相對較大的問題，還能實現(xiàn)對邊坡表面的綠化，有良好的整體外觀，在長直線及高填方段十分適用，可以在綠化和美化的基礎上，實現(xiàn)良好的防護效果，是近幾年高速公路填方路基常用護坡形式之一。但該方法也存在施工相對繁瑣，人員的勞動強度較大，且對邊坡表面的要求較高等缺陷，如在拱內(nèi)應進行填土種植或采用其他方式進行防護等，否則仍然會受到雨水的沖刷侵蝕，造成破壞；對于預制塊鋪砌法，因預制塊規(guī)格基本相同，所以施工容易，成型后外觀整齊，能降低坡面防護對植被種植的依賴，即便邊坡表面的綠化相對較差，也能起到良好防沖刷作用。但該方法的成本較高，且施工難度也很大。

3.3 穩(wěn)定措施

在做好以上防護設計的基礎上，設計中還應采取以下穩(wěn)定措施：首先，對基底狀況進行必要的改善，提高滑動面摩擦力或降低滑動力，將松軟土層清除干凈，并夯實基底。通過開挖臺階將坡度放緩，降低滑動力，加強路堤上方排水，避免地表水將基底浸濕；其次，對填料與斷面的形式進行適當更改，如采用顆粒相對較大的填料，并使其嵌入到地面，并將坡腳部位的邊坡放緩，提高抗滑能力；最后，在坡腳部位設置支擋結構物，如石砌護腳及干砌擋墻或漿砌擋墻等。

4 結語

綜上所述，邊坡作為高速公路填方路基的重要組成部分，其設計在很大程度上決定了整個路基邊坡能否保持穩(wěn)定，因此在設計中應根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境等基本情況采取合理有效的邊坡防護方法。目前，該路段填方路基邊坡設計已經(jīng)順利完成，且經(jīng)過施工與運營的檢驗確認邊坡設計合理可行，所用防護方法效果良好，值得類似高速公路填方路基邊坡設計參考借鑒。