公路路堑边坡防护技术研究

对不适宜植物生长的土质或风化严重，节理发育的岩石路堑边坡，以及碎石土的挖方边坡等，只能采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型很多，有护面墙防护、干砌片石防护、锚杆防护、抗滑桩防护和挡土墙防护。各种防护技术都各有其优、缺点和适用条件，一般说除锚杆，抗滑桩和挡土墙外，其它各种防护皆不承受荷载，所以只要边坡稳定，可以不进行内分析，直接根据适用条件选择使用。现简单介绍如下；

2．2．1坡面防护

坡面防护包括抹面、捶面、喷浆、喷射水泥混凝土等形式。

（1）抹面防护

对于易受风化的软质岩石，如页岩、泥灰、千枚岩等材料的路堑边坡，暴露在大气中很容易风化剥落而逐渐破坏，因而常在坡面上加设一层耐风化表层，以隔离大气的影响，防止风化。常用的抹面材料有各种石灰混合料灰浆、水泥砂浆等。抹面厚度一般为3~7㎝，可使用6~8年。为防止表面产生微细裂缝影响抹面使用寿命，可在表面涂一层沥青保护层。

（2）捶面防护

捶面防护与抹面防护相近，其使用权用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的材料除石灰，水泥混合土外，还有石灰炉渣，粘土拌和的三合土与再加适量砂粒的四合土，一般厚度10~15㎝，捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵御较强的雨水冲刷，使用期约8~10年。抹面，捶面是我国公路建设中常用的防护方法，材料均可就地采集，造价低廉，但强度不高，耐久性差，物工作业，费时费工。

（3）喷砂浆和喷水泥混防护

喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡。对于这些坡采用抹面、捶面防护的方式就难以奏效，故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷浆或喷射混凝土可以防止坡面进一步风化、剥落，同时可使裂隙间破碎石块得到砂冰充填而加固，由于水泥砂浆和水泥混凝土均具有很高的强度，因而可以收到较好的防护效果，喷水泥砂浆的砂浆强度不应低于M10厚度宜为5~7㎝；喷水泥混凝土的强度不应低于C15。厚度宜在10~15㎝，在喷射过程中添加速凝剂以促使早凝固。施工时需要专用喷射机械设备，并在坡面上每隔2~3m设置泄水孔，对大面积坡面防护还应设置伸缩缝。但是喷浆或喷混凝土后，养护较为困能，坡面容易产生细微的干缩裂缝影响强度。为此，呆在喷射层中加设一层钢筋网或高强聚合物土工格栅，以增强其强度。钢筋网采用∮4~10的圆钢筋编织而成，孔径10㎝左右，平直铺于坡面上，用钢筋钿钉固定，再喷浆或喷混凝土。这种挂网喷浆方法的防护效果比单纯喷浆或喷混凝土要好。土工格栅是工厂生产的岩土工程材料，其原料为高强度聚合物聚已烯，经热压成型，具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点，是新型的路基、路面加固和边坡防护材料，常用的CE系列土工格栅，运输铺设均很方便。土工格栅挂网喷浆在一些工点上曾做过试验，结果是成功的，但因时间还比较短，其长期防护效果尚待时间检验。但其价格低、操作简便，效率高的特点是比较明显的。以CE131型土工格栅与直径10㎜的钢筋网比较，土工格栅价格仅为钢筋网价格的1/4~1/5，因而在公路路堑边坡防护中有广阔的推广景。

2．2．2砌石防护

砌石防护包括护面墙、干砌片石防护、浆砌石护。

（1）护面墙

护面墙是采用浆砌片石结构、覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡，使之免受大气影响而修建的墙体，以防止坡面断续风化。在缺乏石料的地区，也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑，混凝土强度不应低于C15，砌筑用砂浆强度不应低于M5，寒冷地区不应低于M7.5。护面墙除自重外，不担负其它荷载，也不考虑承受墙后的土压力，因此护面墙除防护边坡外，也能增加路堑美观。所以在岩石甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙，以美化路容。若岩层破碎或在开挖时坡面有严重凹陷，应局部采用支补护面墙的方式进行。在石质较好的路段，护面墙墙身中间可以不铺砌，留出拱形、圆形、方格形等空隙。以节省浆砌圬工费用。

（2）干砌片石防护

干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严得的填、挖方边坡，以防止雨、雪水流冲刷，在砌面防护中，宜首选取干砌片石结构，这不仅为了节省投资，而且可以适应边坡有较在原变形。干砌片石受水流冲击时，细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的沉陷，为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力，应在干砌防护下面设置碎石或砂砾构成的垫层。干砌片石破脚应视土质情况设置不同埋深的基础。

（3）浆砌片石防护

浆砌片石防护也是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂冰将片石间隙填满，使甚好石成为一个整体，以保护坡面不受外界因素的侵蚀，所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。砌石防护的优越性是显而易见的，它坚固耐用，材料易得，施工工艺简单，防护效果较好，因而在公路的边坡防护中得到了广泛的应用。在石料缺乏的地区，路堑边坡可以采用水泥混凝土预制块防护，如混凝土板，方形、菱形或注角形混凝土空心块等。混凝土等级宜选C15~C25。2．2．3锚杆防护

锚杆防护适用于坡面为碎裂的硬岩层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的路堑边坡，特别对岩层倾角接近边坡坡脚和有裂隙的原层岩石，更为适合。施工时，在岩石边坡上尽量垂直于岩层倾角，用凿岩机械钻孔至稳定基岩区。将锚杆插入，用水泥砂浆锚固，使坡面岩体和有下滑可能的岩石与基岩连成整体。若岩石边坡破碎，节理发育进，可在锚杆与坡面间同时采用喷浆或挂网喷浆以提高防护能务，锚杆采用∮16~32钢筋制作，孔眼直径应大于锚杆直径30㎜以上，以保证锚孔内砂浆对锚杆的握裹力。锚固深度应根据岩体性质确定，并伸入到稳定基岩内，孔深应比锚固深度深20㎝，锚杆间距宜采用1.0~1.5m。锚孔插入钢筋锚杆后，即用压力灌注1：3水泥砂浆。若采用挂网喷浆时，铁丝网可使用较细的，直径为2㎜的普通镀锌铁丝编制，网孔20~25㎝。也可以采用高强度聚合物土工格栅代替铁丝网。

2．2．4抗滑桩防护

滑坡是路堑边坡中经常遇到的一种自然灾害。大的滑坡灾害的发生可造成交通中断，对人民的生命和财产构成极大的威胁。因此应采取有效的措施对其进行整治。设置抗滑支挡结构，阻止坡体的滑动，这是目前工程中应用最广方法，其结构型式有多种类型，如抗滑挡墙，、抗滑桩、抗滑锚索桩等，其中以抗滑桩的应用最为广泛。抗滑桩防治滑坡的基本原理是在滑桩的应用最为广泛。抗滑桩防治滑坡的基本原理是在滑坡中的适当位置设置一系列桩，桩穿过滑面进入下部稳定滑床，利用锚固段阻止坡体的滑动。抗滑桩施工方法可分为：打入桩、钻（挖）孔灌注桩，其中以挖孔桩最为常用；按材料可分为：木桩、钢桩、混凝土或钢筋混凝土桩等；按截面形式，则有矩形桩、管形桩、圆形桩等。其结构形式也是多样的，如各处独立设置的排式单桩，将各桩上部以承台连接的承台式桩及做成排架形式的排架桩等，也可以根据需要做成其它形式。抗滑村的突出优点是：①抗滑能力强，尤其适用于滑坡推力大、滑动带深的滑坡；②桩位灵活，可设置在滑坡中最利抗滑的部位；③开挖量小，不易恶化滑坡状态④圬工量小，节省材料，设备简单，施工方便。

2．2．5挡土墙防护

在公路路堑边坡防护工程中，大量的挡土结构得到了广泛应用。挡土墙按断面的几何形太及特点，常见和形式有：重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式和竖向预应力锚杆式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围，在处理实际挡土工程时，应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价，选取合适的挡土结构型式，做到安全、经济、可行。

（1）重力式挡土墙

重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持其在水土压力等作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土结构型式，重力式挡上墙可用传、石、素混凝土、砖块等建成，其优点是就地取材，结构简单，施工方便，经济效益好；缺点是工程量大，地基沉降大，它适合于挡土培高度在5~6m的小型工程，为了增加其稳定性，可采取如下措施：①将挡土墙基底做成逆坡，利用滑动面上部分的反力抗滑；②在挡墙底部增设防滑键，以增大抗滑力③在挡墙基底铺砂或碎石垫层以提高μ值，增大抗滑力；④将墙背做成仰斜，可减小土压力，但施工不方便；⑤做卸荷台，它位于挡土墙竖直墙背上。卸荷台以上的土压力能传递至卸荷台以下，土压力呈2个小三角形，因而减小了总土压力，减小了倾覆力矩；⑥加长墙前趾，加大稳定力矩力臂。

（2）锚杆挡土墙

锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的支挡结构物。面板起支护边坡土体并把土的侧压力传递给锚杆通过其锚固在稳定土层中的锚固段所提供的拉力来保证挡土墙的稳定。而一般挡土墙是靠自重来保持其稳定。锚杆挡土墙按其钢筋混凝土面板的不同，可分为柱板式和板壁式。柱板式挡墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加挡土板；板壁式挡墙是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。

（3）土钉墙

土钉墙是由放置在土体中的土钉体、被加固的土体和喷射混凝土面板组成，三者形成一个类似重力式墙的土挡土墙。土钉的复合土体起着箍束骨架作用，从而提高了原位土体强度。由模似试验表明，土钉墙在超载作用下的变形特征，表现为持续的渐进性破坏，而素土表现为脆性破坏。（4）锚钉墙

锚钉墙支护技术有着比单纯锚杆支护或土钉支护更广泛的适用范围，它可结合锚杆深部加固和土钉浅部加固的优点，来对边坡进行加固处理，工程实践中，锚钉联合加固支护的形式各异，大体可归纳为两面种：①强锚弱钉支护体系，该体系以锚杆为边坡的主要加固手段，抑制基边坡局部破坏；②强钉弱锚支护体系，即以土钉为边坡的主要加固手段，形成土钉墙，然后辅以锚杆支护，限制土钉墙及墙后体的位移。

（5）悬臂式挡土墙

悬臂式挡土墙是钢筋混凝土结构，由立臂、墙趾板和墙踵板3个悬臂部分组成，墙身稳定主要依靠墙踵板上的填土重力来保证，断面尺寸较小，但墙较高时，立臂下部的弯矩大，钢筋与混凝土用量在经济性差，墙高应不超过6m。

（6）扶臂式挡土墙

扶臂式挡土由钢筋混凝土立柱、挡板底梁、底板、基座和钢拉杆组成，借底板上部土体的自重作用平衡全墙。因底板位置升高。基础开挖量较悬臂式和扶臂式少，且其构件轻便，可预制拼装，快速施工，该墙适用于土质路堑高边坡或处治边坡坍塌。

（7）柱板式挡土墙