高速公路边坡综合治理实践 高速边坡治理公司

高速公路滑坡与高边坡病害的防治？

高速公路滑坡与高边坡病害的防治具体内容是什么高速公路边坡综合治理实践，下面中达咨询为大家解答。

滑坡和高边坡病害的防治高速公路边坡综合治理实践，实质上是一个采用工程措施保持或恢复边坡自身平衡的过程。在山区高速公路建设中，大量自然边坡被人为改造后，部分会出现或可能出现整体或局部失稳变形现象，危及路基构筑物安全，此时就须对边坡进行治理。在高速公路病害防治中和在公路深挖方路段，根据病害的特点，需要从以下几个方面着手：

一、高速公路滑坡与高边坡病害的防治原则

在公路深挖方路段，病害的防治需要从以下环节着手。

1.1在公路立项阶段，山岭重丘区公路建设项目的深挖方路段高边坡的加固和防护标准应相应地提高，把公路边坡的长期稳定性和对山区生态环境的综合治理有机结合起来；

1.2在公路设计阶段，加强地质调查，合理选线，尽量避开不良的地质体，无法绕避的则对有可能出现的边坡病害提前预防和治理；

1.3在公路施工阶段，采取合理的施工方法和顺序，及时对边坡进行加固和防护。

防治措施的选择与技术经济效应、勘测工作深度、施工方法、施工顺序等各方面因素和条件有关。一般应遵守下列原则：①以防为主，尽量绕避；②对症下药，综合治理；③早下决心，及时处理；④力求根治，杜绝后患；⑤经济合理，安全可靠。

对于大型复杂的边坡危害，选线时应尽量绕避，确实无法绕避的，应采取合理的综合治理措施。对于每一个边坡危害，应详细边坡病害的类型及其工程水文地质特征，控制主要破坏因素，综合考虑，合理运用各种治理措施。

二、设计参数的选取

在病害防治设计中，设计参数的选取时相当重要的，它直接关系到治理工程的安全和经济指标。一般来说，滑坡的滑带一般依附于坡体内的软弱夹层、构造面或软、硬岩的接触面生成。影响滑带参数的因素有：

①边坡病害的变形阶段。②边坡目前的稳定性。③勘测季节。④试验方法。⑤治理工程对病害的影响。⑥考虑在治理工程使用年限内可能出现的最不利条件下设计参数变化。

由于滑坡较薄，取样困难，重塑土与原状土的剪切值差别较大，或因滑带内含有粗粒物质，在进行剪切试验时因剔除而影响试验结果等，在工程实践中确定抗剪度指标时，多采用反算法，剪切试验的结果可作为参考值。当以下几种情况下进行滑带指标反算时，应结合滑坡的各种影响因素对反算结果进行适当的调整。

2.1在边坡未开挖或未开挖完成之前，滑带未完全形成，此时虽可以通过地质勘察查清潜在滑动带的位置，但无法确定坡体开挖完成后滑坡的稳定度；

2.2旱季进行滑坡勘察时，其稳定性较高，反算时要充分考虑雨季稳定系数的降低；

2.3考虑人类工程活动对滑坡的稳定有影响。

三、治理工程措施

随着大规模高速公路建设的开展，滑坡与边坡病害的治理也形成高速公路边坡综合治理实践了一套成熟的、以新型支挡结构为主的成套治理工程技术，主要从三个方面考虑：①利用外力抵消平衡下滑力即增加滑体的抗滑力；②增加滑带的抗剪强度；③减小下滑力。一般采用减、锚、挡、固、疏等手段，即刷方减载与锚固支挡的结合，辅以截排地表水、疏排地下水措施。在选用时应根据具体情况综合考虑，以求达到最佳的经济技术成果。

3.1一般高陡坡的加固工程浩大，为减小加固工程，取得合理的经济效果，多考虑稳固坡脚、减低分级平台高度、加宽平台宽度、放缓边坡坡率等刷方减载措施。不稳定边坡受控于边坡体内的软弱夹层，一般倾角较缓，通过刷方完全清除不稳定体较为困难，但可减小下滑力，因此刷方减载与加固工程常常配合使用。

3.2预应力锚索

预应力锚索是一种承受拉力的杆状构件，通过钻孔钢绞线或高强度钢丝锚固于深部的稳定地层中，并在被加固边坡表面通过张拉产生预应力，从而达到使加固体稳定和限制其变形的目的。

3.3抗滑桩

抗滑桩在滑坡体上挖孔设桩，避免大开挖而破坏其整体稳定，桩身嵌固在滑动带以下的稳固地层内，以抗衡滑坡体的下滑力。预应力锚索抗滑桩由于改变了普通抗滑桩不合理的悬臂受力状态，从而可大幅度地降低工程造价，节省钢材和水泥等材料，经济效益十分显著。滑坡设置一般抗滑桩后，仍要产生一定的变形，当滑坡体上或前缘处有重要建筑物时，不允许产生大的变形，这就限制了抗滑桩的使用范围。而预应力锚索抗滑桩则属于主动式受力结构，通过锚索在桩头施加一预应力，根据需要主动限制滑坡的变形量。

3.4锚杆

锚杆按锚固方式一般分为机械锚固、黏结锚固、摩擦式锚固等，但工程上常见的一般为全长锚固的水泥砂浆锚杆。锚杆主要用于稳定岩质边坡的坡面防护，具有施工快捷、布置灵活、造价低廉等优点。

3.5灌浆加固

边坡开挖之前，预先在自然坡面上打孔注水泥浆，对坡体进行加固。但因灌浆效果不易评价，应用时一般只作为辅助工程。

3.6排水措施

排水措施分为地表水和地下水。地表水的目的是把滑坡区以上山坡来水截排不使其流入滑坡区，把滑坡区的降水及地下水出露部分通过人工沟槽尽快排出滑坡区；地下排水措施可以起到截断补给滑带的水源、降低地下水位，减小滑带上的孔隙水压力，提高其抗剪强度等作用。

四、工程措施的合理配置

在选用抗滑或预应力锚索抗滑桩时，主要考虑两种因素：一是抗滑桩的位置，一般情况下，抗滑桩应成排地布置在滑坡体前缘抗滑段位置，以充分利用桩前岩土的抗力，在特殊情况下或因施工条件限制才考虑其高速公路边坡综合治理实践他部位。在治理规模大的坡体病害时，很少使用单一的工程措施，往往是各种治理工程措施组合使用。目前，桩—锚组合结构在边坡加固中大量使用，实践证明是经济合理的，种种组合充分发挥了两种治理措施的优点，同时又弥补了各自的不足。

五、坡面防护技术

5.1坡面防排水措施

防排水设计措施是保证边坡稳定的关键因素之一。边坡岩石破碎、裂缝发育，地下水一般由地表补充，所以坡面防排水措施十分必要。为此考虑到两个措施：一是在边坡周界外围根据边坡坡形设置截水沟；二是在坡面平台设置排水沟。

5.2喷射混凝土防护

坡面喷混凝土分为普通喷射、挂网喷射和钢纤维喷射三种。喷射混凝土适用于风化严重的岩质边坡；深路堑经预裂光爆后，形成的多台阶高边坡；成岩作用较好的黏土岩边坡也可采用喷锚加固。

5.3边坡格构防护

格构加固技术是利用浆砌片石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴。可随坡就势等显著优点，并且框格内视情况可挂网、植草、喷射混凝土进行防护，也可用现浇混凝土板进行加固。

5.4坡面植被防护

坡面植被防护可分为植被坡面防护、土质边坡植被防护、岩石边坡植被防护。其植被护坡功能主要通过植被的力学效应和水文效应来体现；目前用于土质边坡的植被防护技术主要有以下几种：①阶梯植被；②框格植被；③穴播或沟播；④液压喷薄；⑤植生带；⑥绿化网；⑦土工网垫。岩石边坡不同于土质边坡，目前常用的植被护坡方法无法应用于岩石边坡，厚层基材喷射植被护坡技术则通过在坡面喷附一层结构类似于自然土壤且能够贮存水分和养分的植物生长所需的基层材料，解决了岩石边坡无法生长植物的难题。

结束语

由于复杂的地形地质条件，滑坡与高边坡工程始终是山区铁路和公路建设中一个重大工程地质问题，因此加强滑坡和高边坡病害的防治研究，不仅将对高原山区公路交通基础设施建设与生态环境保护协调发展有重要意义，也将对高速公路边坡综合治理实践我国地质灾害防治理论以及防治技术的发展产生积极作用。

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相关问答

Q1: 路基边坡工程病害防护与治理措施？

路基边坡工程病害防护与治理措施是非常重要高速公路边坡综合治理实践的，了解病害造成的危害才会更理解防护与治理的重要，每个细节都很关键。中达咨询就路基边坡工程病害防护与治理措施和大家说明一下。

路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，防护的重点是路基边坡，由于地形的变化，适路设计标高与天然地面标高的相互关系不同，会出现高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路堑和介于前两者之间的半填半挖路基。由岩土体填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，且暴露于自然环境中，长期受各种自然因素的影响，岩土体的物理力学性质会发生较大的变化，引起岩土体变形、移动，破坏边坡的稳定，甚至导致一系列环境地质问题和生态环境问题，如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蚀和植被破坏等。因此为保证路基的稳定和防治各种路基病害，除做好路基排水工作外，还需结合当地水文、地质及材料等情况，采取有效措施，对各类土、石边坡进行必要的防护。

1路基边坡防护原则与病害原因分析

1.1路基边坡防护设计原则

路基边坡沿公路分布的范围广，对自然环境的破坏范围大，如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。因此，边坡设计应遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的设计原则。

1.2路基边坡病害原因分析

路基边坡的滑塌是最常见的路基病害之一，根据边坡土质类别、破坏原因和规模不同，主要破坏形式为溜方、滑坡、剥落和碎落崩塌四种。溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成，即边坡上薄的表层土下溜，通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。滑坡是指一部分土体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动，主要是因土体的稳定性不足引起的。路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空，或填土层次安排不合适等高速公路边坡综合治理实践；路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。剥落和碎落是指边坡风化岩层表面，在各种外界环境的影响下使表层岩石从坡而上剥落下来的破坏形式。崩塌通常是指较大的石块脱离边坡表面沿坡而滚落下来。

2路基病害边坡防护与治理措施

2.1工程概述

某公路由于在勘察、设计、施工中对边坡病害认识不足，造成左侧路堑边坡坡口线外出现裂缝。出现问题的路基左侧路堑边坡坡口线外沿倾向线路方向发现一条弧形拉裂缝，自下向上裂缝宽度约30cm。在边坡治理中，我司针对高边坡病害的特点，根据专家意见，采用预应力锚索、抗滑桩及仰斜式排水孔等技术对病害边坡进行综合治理。通过位移监测单位的监测，目前边坡已趋于稳定。

2.2病害成因分析

(1)坡面表层第四系残坡积层较厚，结构松散，孔隙率大，在雨水浸润下覆盖层坡体自重加大，同时强风化粉砂岩风化强烈，岩体节理裂隙极发育，遇水易软化，易产生顺层方向的蠕动变形。

(2)岩层倾向与边坡坡面小倾角斜交，有利于顺向滑移，后期的构造运动、卸荷风化等地质作用的改造，破坏了岩体原有结构，在边坡开挖过程中，形成临空面，破坏了山体原有的应力平衡。

(3)施工扰动（爆破振动、机械施工的扰动）也是诱发边坡变形的原因之一。

2.2设计参数的选取

在病害防治工程中，设计参数的选取时相当重要的，它直接关系到治理工程的安全和经济指标。一般来说，滑坡的滑带一般依附于坡体内的软弱夹层、构造面或软、硬岩的接触面生成。

2.2.1影响滑带参数的因素有：

①坡病害的变形阶段。

②边坡目前的稳定性。

③勘测季节。

④试验方法。

⑤治理工程对病害的影响。

⑥考虑在治理工程使用年限内可能出现的最不利条件下设计参数变化。

由于滑坡较薄，取样困难，重塑土与原状土的剪切值差别较大，或因滑带内含有粗粒物质，在进行剪切试验时因剔除而影响试验结果等，在工程实践中确定抗剪度指标时，多采用反算法，剪切试验的结果可作为参考值。当以下几种情况下进行滑带指标反算时，应结合滑坡的各种影响因素对反算结果进行适当的调整。

2.2.1在边坡未开挖或未开挖完成之前，滑带未完全形成，此时虽可以通过地质勘察查清潜在滑动带的位置，但无法确定坡体开挖完成后滑坡的稳定度；

2.2.2旱季进行滑坡勘察时，其稳定性较高，反算时要充分考虑雨季稳定系数的降低；

2.2.3考虑人类工程活动对滑坡的稳定有影响。

2.3治理措施

随着病害边坡的治理形成了一套成熟的、以新型支挡结构为主的成套治理工程技术，主要从三个方面考虑:

①用外力抵消平衡下滑力即增加滑体的抗滑力；

②增加滑带的抗剪强度；

③减小下滑力。一般采用减、锚、挡、固、疏等手段，即刷方减载与锚固支挡的结合，辅以截排地表水、疏排地下水措施。在选用时应根据具体情况综合考虑，以求达到最佳的经济技术成果。

在地质补勘及边坡变形成因分析的基础上，设计单位根据稳定计算结果，结合地形、地质条件及现场实际施工情况，对边坡采取下部增设锚索抗滑桩、中部增设预应力锚索及仰斜式排水孔等技术进行综合治理。

2.3.1地表处理

裂缝处采用粘土进行夯填，并在表面采用水泥砂浆进行封闭处理，避免地表水沿裂缝下渗，加速坡体的变形。

因边坡开挖深、岩层倾角大、岩层分层多，原设计的锚杆无论在锚固深度方面，还是在锚固力方面均不能满足边坡稳定的要求。为保证已开挖的坡体稳定，在已开挖的第2～4级边坡增设具有主动受力机制、锚固深、锚固力大的预应力锚索（设计荷载800KN）将坡面松散风化层与深层稳定基岩牢固的连成整体。

每级设2～3排预应力锚索，锚索横向间距3m，单孔长度30～40米，造孔全过程做好地质编录，确保锚索锚固段置于弱风化岩层。

2.3.3锚索抗滑桩

在选用抗滑或预应力锚索抗滑桩时，主要考虑两种因素：一是抗滑桩的位置，一般情况下，抗滑桩应成排地布置在滑坡体前缘抗滑段位置，以充分利用桩前岩土的抗力，在特殊情况下或因施工条件限制才考虑其他部位。在治理规模大的坡体病害时，很少使用单一的工程措施，往往是各种治理工程措施组合使用。目前，桩―锚组合结构在边坡加固中大量使用，实践证明是经济合理的，种种组合充分发挥了两种治理措施的优点，同时又弥补了各自的不足。为阻止坡体下滑，在第一级边坡增加一排抗滑桩，抗滑桩截面面积1.8m×2.6m，布设间距6m，桩滑桩高度20m。同时为改善抗滑桩受力条件，在每根抗滑桩上增加两束预应力锚索，锚索长度25m。

2.4防排水措施

该段边坡的防排水措施也是治理方案的一个重点，主要采取了：截、排、疏的处理措施。边坡裂缝以外5～10米范围增设一条截水沟，同时每级边坡平台采用浆砌片石进行封闭并设置平台截水沟，及时将地表水引排至边坡以外。在第二、三级边坡增设仰斜排水孔，疏排坡体内的潜水，减小坡体自重，增大滑面阻力，彻底改善边坡稳定环境。

2.5变形监测

为了及早发现坡体的异常情况，为施工提供安全预报，同时检验工程加固后的效果，业主单位安排专业监测单位在施工全过程及加固完成后对边坡进行持续性观测。施工过程中通过对埋设在边坡上多点位移计及锚索测力计方式数据的监测及分析及时处理了调整设计，有效的抑制了边坡变形的发展。

在1月完成第2～4级边坡锚索加固后，边坡变形趋势明显变缓；5月份在完成第一级锚索抗滑桩后，边坡变形趋势已基本趋于平缓；但6月的连续强降雨过程中，边坡主滑面位置处的变形明显加大，业主及设计单位根据监测资料结果在主滑面位置处重新增设仰斜排水孔，及时将坡体内积蓄的潜水排出，仰斜排水孔完成后，边坡重新趋于稳定，在以后的几次强降雨过程中均无大的变化。通过变形监测可以发现边坡变形随着综合治理方案的落实得到逐步改善。

3结束语

由此可见，路基边坡工程是关系到道路和周边建筑物安全的重点工程，在工程实施中应严格按规定进行地质勘察、动态设计、规范施工，从而达到确保工程质量经济合理、安全适用、造福社会的目的。此外，对于边坡破坏较严重的情况，如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等，必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特点，主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施，如抗滑桩、锚杆(索)、挡土墙、削坡和灌浆等，使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。

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Q2: 高速公路高边坡滑坡成因分析及对策

摘 要:根据国电大武口电厂灰场公路滑坡的地质勘探报告,分析了高边坡滑坡形成的原因,并对滑坡的稳定性进行了

计算,提出了以预应力锚索为主,辅以注浆、排水的边坡治理方案,并对防护参数进行了设计。

关键词:高边坡,滑坡,预应力锚索,注浆

中图分类号:U417文献标识码:A

本滑坡位于大武口电厂灰场公路K3+060~K3+360段,地

处贺兰山腹地。平面形态呈椭圆形,长轴方向与线路平行,长约

300 m,短轴长150 m,面积约为45 000 m2,总方量达50×104m3,

为大型滑坡,于建成1年后发生蠕滑迹象,前缘已形成滑坡舌,目

前为尚处于临界稳定状态的古滑动体。

1 高边坡滑坡成因分析

1.1 滑坡弱面分析

该滑坡体上部为第四系残坡积砂性土,厚度0.5 m~1.5 m;

下部为白垩统馆头组全、强、弱风化泥质粉砂岩,埋深4.2 m~

23.8 m;局部见强、弱风化安山玄武岩,埋深3.3 m~12.5 m。滑

坡区节理裂隙极发育,且节理裂隙的倾角较陡,倾向与边坡坡向

大致相近,各钻孔中均见胶结性差,断层泥发育的断裂构造破碎

带,而陡倾角节理裂隙往往成为地表水体下渗的通道,在雨季时,

断裂构造破碎带底部较完整的基岩成为相对隔水层,从而导致上

覆土层滑动。

1.2 地表水的影响

滑坡区范围属季风型气候,夏季雨水多,瞬时雨量大,山地汇

水大,而滑坡体范围内几乎无植被,地表水的渗入使土体快速增

重,软化了滑移构造破碎带,而地下水在滑动带上的渗流作用,使

滑动面的抗滑力明显下降,从而诱发滑坡的产生。

1.3 人工开挖扰动影响

在山坡坡脚(滑坡体前缘),由于人类建房等的开挖,形成人

工边坡,坡高一般在3 m~5 m,局部达8 m~10 m,且坡角多大于

70°,使前缘坡脚处于临空状态,山体平衡遭到人为破坏,易诱发

山体产生局部滑移。

1.4 滑坡稳定性计算分析

滑坡体重度值采用土岩平均重度22 kN/m3,滑动带的粘聚

力C和内摩擦角�根据现场测定而得,综合分析取C=19 kPa,

�=12°。选择主滑剖面为计算对象,滑动面按折线型计算滑坡推

力。根据规范,该滑坡体受灾对象为一级,破坏后果很严重,安全

等级为一级,则选定滑坡安全系数Ks=1.35。

计算结果表明,本滑坡剩余下滑力大,滑坡处于不稳定状态,

因此必须进行治理,才能确保滑坡的稳定性。

2 滑坡加固方案设计

根据滑坡特征,经计算分析,采取以预应力锚索为主,辅以排

水和注浆的综合治理措施。

2.1 预应力锚索加固

2.1.1 机理

预应力锚索是一种埋入岩土内的受拉杆,其拉力传递给稳定

地层,杆体张拉后不仅能提供一定的抗滑力,而且对滑体产生一

个正压力,能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强

度。由于预应力锚固技术能够尽可能少地扰动被锚固的土体或

岩体,并且是一种高效经济的加固技术,因此在边坡治理工程中

得到了广泛的应用[1-3]。

2.1.2 参数设计

开挖状态下,根据《理正岩土计算程序(3.2版)》采用Bishop

法按折线滑动分别计算各级边坡施加约束荷载前后的稳定系数,

施工荷载按垂直荷载计,取值为30 kN/m。

计算结果表明,除公路右侧第一级边坡开挖时无需施加约束

荷载,可满足公路正常使用要求外,其余各级边坡开挖,都需要施

加一定的约束。根据计算结果,设计采用拉力集中型预应力锚

索,倾角25°,锚索工程参数见表1。边坡平台宽度为2 m,在公路

左侧第一级、公路右侧第一级台阶,局部采用设计拉力120 kN,长

度8 m的系统锚杆,倾角15°;在各级边坡中,为了防止雨水的直

接冲刷,采用三维植被网进行坡面防护。

表1 锚索工程参数表

滑坡体边坡级数杆体材料单根锚索拉力设计值kN单根锚索拉力锁定值kN锚索横向间距m锚索纵向间距m

公路

左侧第一级第一排8×7Ф5 1 000 1 000 2.0 4.0第二排8×7Ф5 1 000 1 000 2.0 4.0

公路

右侧

第二级

第三级

第一排10×7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5

第二排10×7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5

第三排10×7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5

第一排10×7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5

第二排10×7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5

第三排10×7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5

2.2 注浆加固滑动带

2.2.1 机理

注浆加固法就是在一定的压力下,将固结浆液注入需加固的

岩土层中,浆液在岩土层中渗透、扩散和充填,经过一定时间后,

浆液凝结固化,把松散或具有大量裂隙的岩土胶结成具有一定强

度和抗渗能力的整体。理论和实践表明,采用压力灌浆加固方法

进行软弱破裂带的处理,可以改善软弱破裂带的力学性能,大幅

度提高其抗剪强度[4-5]。

2.2.2 参数设计

为提高局部滑动带的抗剪强度和滑坡治理后的整体稳定性,

要求对控制滑面在内长约100 m公路右侧边坡的滑动带进行注

浆处理。根据计算结果,设计注浆孔径为130 mm,注浆孔应伸入

滑动带,倾角20°,水平间距8 m,注浆管采用内径为10 mm的镀锌

钢管,在孔口要备有封堵装置,注浆用425号的普通硅酸盐水泥

Q3: 道路边坡加固防护治理的策略？

道路边坡加固防护治理的策略是非常重要的，根据实际情况了解解决方法，每个细节的处理都非常关键，要重视。中达咨询就道路边坡加固防护治理的策略为大家说明一下。

长期以来,路基边坡的综合防护技术一直是公路建设中的一个常见但研究程度较低的课题。20世纪80年代中期以前,我国主要以低等级公路建设为主,因而路基边坡问题相对较少,对边坡的防护常常被忽视。进入20世纪90年代以后,我国大量修建高等级公路,遇到大量的高填深挖路基,边坡稳定问题日渐突出。20世纪90年代后期,中国公路建设进入了前所未有的高速发展阶段,高等级公路路基边坡的综合治理日渐受到重视。随着各地结合当地工程实际,开展了一系列公路路基边坡防护与加固的技术研究,路基边坡稳定性理论与实践取得了很大的进展。

一、影响边坡稳定性的因素

影响边坡稳定的因素很多,总的归纳起来可分为两大类,即:自然因素和人为因素。

(一)自然因素

公路是特殊的带状构造物,每条公路都要穿越很多地区,受地质构造和地形条件等因素的影响,每一区域都有不同的地质和气候条件。综合影响边坡稳定的自然因素包括下列几方面:地质、地形、气候和水文条件四个方面。在上述自然因素的作用下,边坡极可能产生剥落、碎落、坠落、以及滑坍、塌坍、崩坍等病害。

(二)人为因素

一条公路的建设和使用管理,都是由人去实现的。根据建设的程序并结合已建公路的情况看,影响边坡稳定的人为因素可归纳为下列三个方面,即:设计因素、施工因素和养护管理因素。

二、边坡防护与加固的基本要求

边坡防护与加固的基本要求主要包括以下几点:a根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况,因地制宜、就地取材,选用适当的防护类型或采取综合措施,以保证公路路基的稳定,不能随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。b在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡以及黄土类边坡,均宜在土石方施土后及时防护。c对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,沿河路基边坡可设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等,以反抗水流的冲刷和淘刷。d坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力,故要求防护的边坡有足够的稳定性。e对高而陡的防护构造物,设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。

三、边坡加固措施

(一)坡面防护

路基边坡表面的防护,主要是防止地面水流的冲刷,而且将坡面封闭隔绝、可避免与大气直接接触,阻止岩土进一步风化。沿河路基的坡面防护,特别是浸水部分的坡面与坡脚防护,兼有加固的作用,可防止水流冲刷、冲击和掏空。常见的坡面防护措施可归纳为植物防护、封闭防护、砌石防护。

路基边坡植物防护包括植草、铺草皮和种树,适用于边坡较缓的土质或严重风化的岩质边坡。植物防护可防止扬尘风蚀,并美化环境;植被阻滞地面径流,防止冲刷,有利于水土保持。植物防护可有效预防边坡剥落、碎落、冲刷、坍落及表土滑溜等常见病害。由于其工程造价相对较低,且可优化环境,植物防护被广泛应用于坡面防护。

封闭防护是采用矿质材料(水泥砂浆、石灰三合土、水泥混凝土等),或采用其他材料。主要包括灌浆、勾缝、抹面、捶面、喷浆及喷射混凝土、防护面墙等。其中灌浆、勾缝、抹面、喷浆及喷射砼等防护多用于不同风化程度的岩质边坡。

砌石防护是冲刷防护的主要防护形式,可分为干砌和浆砌片石两种。砌石防护取材方便、施工简单,是公路填方边坡常用的防护措施,常用于沿河堤浸水部位坡面的防护,能有效的减少水流对路堤的冲刷,保持路堤的稳定。

(二)挡墙防护

挡墙结构是用于支撑、加固填土或山坡土体,防止其坍滑以保持稳定的一种结构物。在公路路基工程中挡墙被广泛用于稳定路堤、路堑及桥梁两端的路基边坡等。它主要用于承受土体侧向土压力。挡土墙结构设计过程中应对挡土墙地基基础进行综合地质勘察,查明地基地质条件和地基承载力,并分析预测挡土墙对环境产生的影响,确定必要的环境保护方案;在选择类型时应根据工程地质条件、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素综合考虑;在施工过程中应采用合理的施工方法,尽量减少对环境和相邻路基段的不利影响。按支挡结构材料划分可分为浆砌片石支挡结构、混凝土支挡结构、土工合成材料支挡结构、复合型支挡结构。

浆砌片石支挡结构的主要结构形式为重力式挡土墙。重力式挡土墙主要靠自身重量承受土侧压力,形式简单、取材方便、施工简单、适用于一般地区、浸水地区及地震地区等地区的边坡防护工程。它被广泛用于公路路堤边坡、路堑边坡的支挡防护。重力式挡土墙构造上要求埋深至少1m,有冲刷线应在冲刷线以下至少1m。重力式挡土墙应设有足够的排水设施,以疏干墙后土体,防止墙背积水形成静水压力。排水措施包括墙背回填土的上部分应相对不透水的土夯实封闭,防止地表水下渗;墙身设置泄水孔,排除墙后积水等。考虑重力式挡土墙的经济性,其经济墙高一般不大于8.0m。

混凝土支挡结构的主要形式包括悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙。悬臂式挡土墙和扶臂式挡土墙适用于石料缺乏、地基承载力较低的地段使用,墙高一般在5~8m。它通过钢筋混凝土的共同作用,有效承受土体侧压力引起的剪应力和弯矩。

土工合成材料支挡结构主要形式包括预应力锚索、锚索桩、土钉墙等。

预应力锚索可用于土质、岩质底层的边坡及地基加固,其锚固段应置于稳定底层中,它一般和抗滑桩结合组成锚索桩。预应力锚索施工时应注意:a、锚束放入钻孔之前,应检查孔道是否阻塞及是否清理干净,并检查锚索体的质量,确保锚束组装满足设计要求。安放锚束时,应防止锚束扭压、弯曲,注浆管宜随锚体一同放入钻孔,注浆管端部距管底宜为50mm～100mm,锚束放入角度应与钻孔角度保持一致,在入孔过程中,注意避免移动对中器、自由长度段无粘结护套或防腐体系出现损伤。b、锚杆正式张拉前,应取0.1～0.2轴向拉力设计值对锚杆预张拉1～2次,使杆体完全平直,各部位接触紧密。锚杆张拉前要求水泥浆体强度达到80%以上。c、注浆作业应连续紧凑,中途不得中断,使注浆工作在初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成;在注浆过程中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面下50cm～80cm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断杆。此外注浆用水要求采用饮用水,不得使用污水。

结语

路基边坡坡面高陡,岩体破碎,土体松散,地下水丰富,其局部坍滑变形和破坏严重,应根据该高边坡病害的特征和规律,采用多种形式的边坡防护措施进行综合整治,以达到安全可靠和经济合理的目的。对于复杂路堑边坡防护加固工程,应做好坡体监测工作,结合现场实际开挖揭示地层信息及坡体结构条件,通过与勘察资料进行对比,再进行必要的调整完善,即进行动态设计和信息化施工,使边坡治理安全可靠,工程费用也比较经济。随着近年路基边坡稳定性保持及防护越来越受重视,路基边坡加固防护治理技术得到了良好的应用和发展。

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