浅谈公路高边坡防护设计的相关要点

浅谈公路高边坡防护设计的相关要点
发表时间：2020-09-10T02:42:47.339Z 来源：《防护工程》2020年13期作者：王正森[导读] 因此，本文针对高边坡防护设计进行了简单分析探讨，并进行了实证分析，指出了高边坡防护设计的相关要点，仅供参考。

四川省交通勘察设计研究院有限公司四川省成都市 610017摘要：公路工程高边坡防护是一个重点内容，在设计中必须要根据相应的地质条件等来确定最佳的设计方案，保证防护效果以及经济性，因此，本文针对高边坡防护设计进行了简单分析探讨，并进行了实证分析，指出了高边坡防护设计的相关要点，仅供参考。

关键词：公路；高边坡；防护设计
公路工程中高边坡的形成有一定的主客观因素，如选址，如地质条件等，总体上来说公路高边坡的风险大，高边坡主要利用土体内摩擦阻力以及粘结力来保持平衡，若土体内应力的平衡遭到破坏，必定出问题，因此必须要有效针对高边坡进行防护。

一、高边坡
边坡高度，坡度，地质构造、岩体结构、风化程度等都会对边坡的稳定性造成影响，若达到超出边坡稳定极限，就会出现滑坡、塌方等。

边坡因为大部分都是人为改造的，改造过程会改变土体原本保持平衡的内应力，因为施工过程短，一些地质条件好的地段会缓慢变形，整体虽然会失稳，但是会缓慢进行，特别是强度高的坚硬岩层，大部分会在1到3年左右出现严重变形，而软弱岩层通常在施工期间就会出现变形。

对于公路项目，因为公路选线上的问题，特别是山区公路，很容易出现高边坡，尤其是高填方公路，在人为干扰下，土体扰动严重，土体内应力平衡丧失，最容易出现边坡失稳。

而自然条件存在差别，边坡设计就变得十分复杂，每个高边坡都需要根据实际情况进行单独分析和计算。

二、高边坡防护设计 (一)高边坡防护设计的一般思路
项目实践中，针对高边坡的相关设计，首先必须要明确两个关键系数，即稳定性和安全性，稳定系数反映的是边坡的稳定状态，理论上是破裂面或危险面的抗滑力与下滑力之间的比值。

一般需要根据公路路基设计规范确定稳定系数，高速公路、一级公路，一般取1.3，二级及以下公路取1.2。

安全系数反映边坡的安全性，安全系数通常小于稳定系数。

其次，确定理论破裂角，破裂角要根据地质状况来分析，如土质边坡、岩质边坡，一般要求根据不同地质条件对结构面进行试验，确定抗剪强度指标，采用标准的内摩擦角与裂隙发育程度的折减系数的乘积来确定内摩擦角的力学参数。

根据稳定性分析结果以及所确定的力学参数来选择相应的防护技术手段，包括植物防护，如植被防护、三维植被网防护、客土喷播等；骨架植物防护，如人字形圬工骨架+植草防护等；圬工防护，如挂网喷护等；主动防护如主动拦石网，被动防护如被动拦石网，二者的差别主要是拦石网具体布置位置，直接用拦石网覆盖滑体的，一般就是主动防护，被动拦石网一般安排在路边直接保护公路。

基于边坡的稳定性要求，若不满足，需要支挡加固，设计中要通过计算稳定性、安全性等参数确定合理的支挡加固形式。

一般可用挡土墙、抗滑桩等形式，其中抗滑桩在高边坡防护治理中具有普适性，当然常常通过锚索或锚杆组合成锚索抗滑桩或锚杆抗滑桩，或者抗滑桩+挡土板形成桩板墙。

（二）高边坡防护的设计要求
以抗滑桩为例，要求抗滑桩设置必须满足活泼体不越过桩顶或者从桩中间滑出。

一般滑体厚度比较薄，稳定性较理想，土体滑动推力较小而且可进行稳定锚固的路段，比较适合使用抗滑桩。

抗滑桩间距一般设置为6至10m，若与挡土板配合，则要求设置为5～8m的间隙。

抗滑桩断面以矩形为最优，断面尺寸以滑坡推力计算，桩最小截面尺寸至少1.25m。

抗滑桩所受的推力、地层强度、桩的强度等决定桩嵌入滑面以下的深度，需要经过计算来确定。

桩自由悬臂长度一般在15m以内，桩钉位移小于悬臂长度的1%，且要小于100mm，桩的水平位移则要在10mm以内。

以挡土墙为例，挡土墙主要承受土体的侧向土压力，在公路工程当中是边坡支挡加固的主要手段之一。

设计中需要综合考量挖填土方工程量以及占用土地面积等因素，以满足经济性要求。

挡土墙方面有一种常用方式，即扶壁式挡土墙，设计当中主要重点以土压力为设计参数，工程实践中最容易出现的是主动土压力，即边坡主动滑动施加给挡土墙的压力。

设计中要考虑墙趾板长度，墙面板厚度，墙踵板长度、墙底板厚度，扶肋间距等。

三、实证分析（一）案例一
某高速公路连接线，通往景区，道路等级为二级公路，路基宽度16.5m，标准断面宽度组成为：0.50m（土路肩）+0.50m（硬路肩）+2×3.5m（行车道）+0.50m（双黄线）+2×3.5m（行车道）+0.50m（硬路肩）+0.50m（土路肩）。

沥青混凝土路面。

某处地质条件：上该顺层边坡上覆第四系全新统坡残积粉质粘土。

下覆侏罗系上统遂宁组（J2sn）鲜红色、棕红色泥岩夹少量砂岩，岩层产状为：N70°W/15°SW，岩层与路线走向夹角为14°，横断面上视倾角为14.4°，理较发育，量得两组节理，节理1：N25°W/55°SE 节理2：N35°W/90°，微张～张开型，节理面平直，大部分无充填，层间少许泥质充填，节理间距10～40cm，层间结合一般。

结束语
综上所述，公路工程建设中，高边坡的出现对公路存在负面影响，必须要采取必要措施，对边坡进行防护，设计当中必须要考虑边坡稳定系数和安全系数，因此必须要对拟建工程所在地区的地质情况了如指掌，进而根据地质条件，确定边坡力学参数，进而选择恰当的技术措施来对边坡进行防护。

参考文献
[1]吴朝明.高速公路高边坡防护中预应力锚索的施工技术[J].黑龙江交通科技,2019,42(9):47,49.
[2]李辉.浅析TBS植被防护技术在高速公路高边坡防护中的应用[J].建筑与装饰,2019,(10):112,114.
[3]侯伟涛,彭李.张口式帘式网在高速公路高边坡防护中的应用[J].北方交通,2019,(6):66-69.
[4]侯信.山区高路堤边坡防护方案优化探讨[J].公路与汽运,2019,(5):65-67.。