试析高速公路边坡的病害与加固方法

试析高速公路边坡的病害与加固方法
摘要：由于高速公路边坡病害的复杂性、多样性，使得高边坡加固设计在工程实践中占有极其重要的地位。

就高速公路边坡病害加固设计的常用方法做一探讨，以便在设计时能采用合
理的加固方法处理高速公路边坡病害问题。

关键词：高速公路；边坡；病害规范一般认为，岩质边坡高度大于30m，土质边坡高度大于20m即为高边坡。

由于地质条件的隐蔽性、复杂性以及勘探测试条件的局限性，致使地质勘
探和测试资料不可能全面揭示边坡的本来面貌，加上施工过程中的不确定因素过多，使得这
类问题的力学分析难度比较大，也很难与实际情况相符。

而随着边坡施工的进行，地质状况
逐渐明晰，甚至会出现新的未预料的地质情况。

因此按照一般的设计模式：地质勘察—力学
分析—设计—施工这样的思路来进行高边坡的设计是不完善的。

它实际上是一种静态的设计
过程，并不能很好地适应工程中出现的各种情况，有时会大大增加投资，甚至会发生安全事故，造成人员伤亡和极坏的社会影响。

而这正是目前很多设计人员在边坡设计时所采用的方法，其缺陷是明显的。

路堑边坡的稳定性与设计是否合理、所采用的施工方法有着密切的关系。

设计是否合理，与所采用的工程措施能否与工程地质条件相适应有关。

设计是在一定的
工程地质调查，地质钻探基础上进行的，但因地质条件的复杂性，加之地质工作的局限性，
前期的地质调查和地质勘测工作并不能充分反映各个工点的地质情况，所以设计的工程措施
有时不能和实际的地质条件相适应，这就需要在施工过程中，根据开挖所揭示的工程地质条
件对设计不断修正完善。

另一方面，在施工中运用各种手段收集有关地质及施工工艺等相关
资料，对保证边坡的稳定十分重要。

1 高边坡的地质现象
高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程，其稳定性受控于地质条件和人为改造的程度，
设计的边坡只有在符合岩土体的地层岩性、结构、构造及强度特征时才能保持稳定，否则就
会发生变形，变形过大时则会产生病害。

高边坡病害按病害体形成的时间以及与边坡工程的关系分有两种情况：一是在边坡工程开控
之间就已存在的老的斜坡病害，因边坡工程活动而复活，如老滑坡的复活等；二是在边坡工
程活动中，主要由于边坡工程的开挖等原因引发的新的边坡病害问题，即新生的边坡病害问题，包括开挖边坡引起的坍塌、崩塌、滑坡等；按变形性质和机制分有：坍塌、滑坡、崩塌、错落、倾倒；按变形范围和规模分有：坡面变形、边坡变形和坡体变形。

2 高边坡的破坏形式种类
高边坡的变形破坏类型有多种，按其变形规模和范围可分为坡体变形、边坡变形和坡面变形。

2．1坡体变形
边坡所在山体或斜坡体工程地质条件较差，有不良坡体或岩体结构，还有贯通且延伸度长的
倾向临空的不利结构面或软弱夹层，地下水发育，影响范围深。

边坡高度较高时，会产生规
模较大的滑坡、崩塌、错落和坍塌等坡体整体失稳变形，其范围常超出边坡范围。

2．2边坡变形
在边坡范围内，工程地质条件较差或含水量高，或有倾向临空的不利结构面，变形破坏可以
是一级或数级边坡的变形，但破坏深度一般小于等于6~7m，在边坡内会发生如坍塌、浅层
滑坡、局部楔形体滑动等病害。

2．3坡面变形
坡体边坡自身是稳定的，但坡面在外界因素作用下，会因剥蚀、风化、冲刷等产生坡面变形，如碎落、剥落、落石、溜坍、冲沟等，破坏深度一般为坡体表层1~2m范围内。

对于坡体的变形，结合坡形、坡度设计，必须采取工程支挡措施；对于边坡变形，采用改变
坡形、坡度或做一些加锚杆框架、加设排水孔等一般加固及排水措施，即可防止病害的发生
及变形规模的进一步加大，对于坡面变形，只需采取防护措施即可防止。

3 高边坡的加固途径与方法
3．1植物防护技术
3．1．1稳固路基，保护路面
影响公路路面的主要原因是水，雨水的冲刷会严重损害缺少防护的土质路基及边坡。

为了保
护路基边坡的稳定，通常需要修建防护工程，如：增设路缘石，修建排水槽等排水设施，但
一到雨季有些坡面仍会遭损害，结果是重复投资进行整修，造成人、机、材的大量浪费。

而
在公路路肩边坡栽植草皮，覆盖上一层植物，它们的根系就会在土壤中穿插蔓延，紧紧地固
结土壤，从而起到了抗冲刷、保持水土、稳固路基的作用。

并且它可截流、阻挡雨水直接冲
击坡面，能加大边坡表面的粗糙度，减少地表径流，防止边坡塌陷。

3．1．2调节路面温度，改善土壤理化结构
种植草皮的路肩与裸路肩相比，能显著增加空气湿度，减缓气温的日变幅。

在炎热的夏季，
可降低土温；秋冬季节，则能减少土壤散热，提高土壤温度。

对路面温度的调节起到了一定
作用。

作为一个有机的生态系统，草坪为大量微生物和昆虫提供了一个良好的生存环境。

这些微生
物和昆虫能加速植物根、茎叶的分解，这一过程有效的改善了土壤的物理结构和化学成分，
使土壤有机质含量不断提高。

为路肩栽植乔木、灌木及其它植物的成活提供有利条件。

3．1．3吸尘防噪，净化空气
空气污染是现代社会尤其是大都市的严重环境问题，草坪能吸附、吸收、分解大气层中的有
毒有害物质。

行驶在公路上的交通工具每天排放出大量的废气，草通过光和作用把大气中的
二氧化碳转化成氧气，是空气的天然净化器。

还有研究表明，草坪的具有一定的吸音能力，
能降低机动车噪声。

3．1．4减灾与防灾作用
公路旁的草坪对于行车安全是十分重要的，给司机带来了视觉上的感受，有效的减缓司机的
视觉疲劳。

同时对由于意外情况而紧急刹车的车辆来说，草坪是极好的缓冲带，可避免恶性
事故的发生或减少损失。

3．2工程防护技术
对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路堑边坡以及碎（砾）
石土的挖方边坡等，只能采取工程防护措施即设置人工构造防护；就公路土质路堑边坡防护
技术而言，常用的边坡工程防护技术类型有：渗滤结构护坡技术，抗滑挡土墙护坡技术和钢
筋砼框架填土护坡技术；这里重点讲述钢筋砼框架填土护坡技术。

钢筋砼框架填土护坡技术是指在边坡上现浇钢筋砼框架，在框架内回填客土并采取措施使客
土固定于框架内，然后在框架内植草或植树以达到护坡绿化的目的，一般而言，该方法可适
用于各类边坡，但由于造价高，仅在那些遇水稳定差的黄粘土和贫瘠的土质边坡中采用。

框架内固定土工格室，并在格室内填土，植草或植树，具体施工方法是：整平坡面至设计要
求并清除坡面杂土→浇注钢筋砼框架→展开土工格室并与锚梁上钢筋、箍筋绑扎牢固→在格
室内填土，填土时应防止格室胀肚现象→再在土工格室内植草或植树。

4 结论
经过对公路沿线边坡病害的调查和试验路段的土体物理边学性质的实验分析，结合多年来公
路土质路堑边坡所采用的防护治理技术，总结了具有公路土质路边坡病害治理技术的应用实
践和有关问题。

（1）土质路堑边坡破坏的类型有两种：一种是边坡稳定性基本满足要求，边坡主要承采着
各种自然因素的综合影响，使边坡开裂，最终产生滑坍；另一种是边坡稳定性不能满足要求，随着时间的推移，边坡土体沿着滑动面发生徐变变形而最终失稳形成局部或整体滑坍破坏，
公路土质路堑边坡破坏的类型主要是上述第一种情形，其破坏由于受到了地下水、雪水、冻
融循环作用以及大气降水冲刷作用而造成的。

（2）公路土质路堑边坡防护采用了多种技术，但采用何种边坡防护技术应根据边坡坡度、
土质、气候、坡面朝向、施工难易，工程造价等方面进行对比选择。

（3）根据多年来公路土质堑边坡防护的治理技术，从治理效果，环境效应、施工难易程度，工程造价等角度综合考虑，建议优先选用植物防护技术，如种植紫穗槐护坡技术。

参考文献
[1]沈强，陈从新.高速公路失稳高边坡动态设计[J].岩土力学，2003.
[2]周德培.软岩高边坡工程的信息施工[J].岩石力学与工程学报，1999，18（4）：373-377.。