高速公路边坡加固与防护技术研究

高速公路边坡加固与防护技术研究

发表时间：2019-08-16T16:30:06.317Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：马志

[导读] 路基填方边坡坡率的确定应当严格的依据边坡高度、填料种类、工程的具体地质情况加以确定。

四川川交路桥有限责任公司四川德阳 618300

摘要：当高速公路工程中出现了边坡塌陷等事故之后，可能会造成重大安全事故，给人们的生命安全带来巨大风险，同时会严重影响广大人民群众的出行及物品的正常流通，阻碍国民经济的发展，这种可能性随高速公路边坡高度的增加会相应提高。因此，在上述两项影响之下，在高速公路边坡设计及施工当中，有必要采用相应的边坡加固与防护技术来保障工程安全。

关键词：高速公路；边坡加固；防护技术

1路基边坡分级及坡率

1.1填方边坡

路基填方边坡坡率的确定应当严格的依据边坡高度、填料种类、工程的具体地质情况加以确定，在工程具体施工过程中，要详细勘察水文地质、工程地质情况，通常来说在边坡H未超过18m的情况下，路堤边坡坡率的情况如下：当路堤边坡高度8m＜H≤18m时，边坡采用平台式，路基顶面以下8m处设2m平台，平台横坡向外4%，平台以上的坡率1∶1.5，平台以下的坡率1∶1.75；当路堤边坡高度H＞18m时，在稳定性验算保证边坡安全的基础上，边坡采用平台式，路基顶面以下8m、16m处分别设置一处宽2m、横坡向外4%的填方平台，边坡坡率从上至下采用1∶1.5，1∶1.75，1∶2.0。

1.2挖方边坡

路堑边坡的设计，结合取土方案进行综合设计。在附近路堤缺土路段，可以放缓挖方边坡，以挖作填，恢复上坡上的植被，保护生态环境。对孤立山包在具体施工中，可以采取削平取土石的方式进行施工，通过该方式可以适当的减少边坡防护工程。岩石挖方边坡设计综合考虑岩性、岩层产状等各项因素，同时还要兼顾地形地貌、土石方平衡等因素，在确保经济与安全的基础上，使边坡设计与边坡防护工程两者能够紧密的结合仪器。针对沿线岩体的层理面产状特征以及构造节理发育的特点，对岩层倾向路基的边坡（倾角大于25°），尽可能放缓边坡顺层清方，从而减少岩石的楔体滑落，避免发生安全事故。挖方路段设置碎落台，碎落台宽度为1.5m，当挖方边坡高度H≤12m 时，只设一级边坡，当挖方边坡高度H＞12m时，每10m为一级，各级间设2.0m宽的平台及平台截水沟，最后一级边坡高度小于12m时，不增设平台。

2高速公路边坡稳定性分析方法

2.1定性分析法

定性分析法是一种综合性较强的方法，需要收集边坡的各种资料，再通过分析或者比对，来确认边坡当前的稳定性，是否需要进行加固防护，该方法具有多种表现形式，例如历史分析法、地质类比法等，这些方法当中以地质类比法最为便捷有效，因此将着重对此进行分析。应用地质类比法时，首先设计及施工单位在进行边坡设计及施工前，就需要认真、详细调查及勘测工程区域范围内既有自然及各类人工开挖边坡的稳定性，同时搜集既有工程的相关勘察设计文件资料，分析各类成功及失败的坡面加固及防护案例，通过对比水文地质条件等因素，按各种条件相似的稳定边坡设计，作为新开挖边坡的设计依据，既为工程地质类比法。路堑边坡的地质类比法根据岩土体性质的不同，基本可以分为两类：土质边坡及岩质边坡。土质边坡的调查重点，应着重于土的年代、类别、成分、孔隙率或密实度、土体结构类型及地下水发育情况。岩质开挖边坡的调查重点，应着重于岩性，地层产状，结构构造，风化等级，破碎程度及地下水等方面。根据以上对比分析综合确定边坡防护及加固的基本设计原则。

2.2定量分析法

定量分析法大致分为两个种类，即极限平衡分析法和有限元法，其中极限平衡分析法适用于均质良好的边坡条件，应用时先根据边坡当前力学性能、力学结构及滑面状态判断其塌陷的起始点、角度、范围，之后根据判断结果计算其稳定系数，如果稳定系数满足规范要求，则说明边坡稳定性良好，反之则需进行加固及防护；有限元法适用于均质较差的边坡条件下，主要依靠人工计算得到边坡稳定系数的微积分方程，之后通过计算机设备分解复杂的微积分方程，以此得到稳定系数的最终答案。此外，极限平衡分析法、有限元法通常结合使用，因为极限平衡分析法的使用条件在实际情况下并不存在，即不可能存在完全均质的边坡，所以其计算结果准确性相对较低，此时结合有限元法则能够弥补极限平衡分析法的缺陷，但有限元法对计算参数的选择较为敏感，建模分析时需慎重处理。

3高速公路边坡加固技术

3.1放坡减载法

在上述影响高速公路边坡稳定的因素中可见，所有因素都是边坡载荷（力学性能）对坡面稳定性造成负面影响，导致边坡稳定性变差，之后才引起相应结果，因此载荷是决定边坡稳定性的重要因素。为了加固高速公路边坡稳定性，可以通过削减边坡体积（设置宽平台/放缓边坡坡率），以此降低边坡上部结构的荷载，减小下部结构承受的载荷，达到减载目的，有利于边坡稳定性增强。减载法的应用虽然有效，但是存在较强的局限性，即当边坡稳定性影响达到一定水平之后，如果使用减载法就需要削减大量边坡土体，此时会与高速公路建设标准形成冲突，所以无法使用。此外，放坡减载法需与边坡环境整治、边坡绿化和排水综合考虑。

3.2注浆法

注浆法是一种边坡塌陷的预加固方法，适用于边坡岩土地质力学性能不佳的情况，一般来说力学性能不佳的边坡岩土体，往往存在很多孔隙，针对这些孔隙，可采用水泥、粉煤灰等原材料进行拌和配比得到拌和料，之后将拌和料放入灌注设备当中，依照一定的流率、灌注压力参数来进行灌注施工，即将拌和料灌注于边坡中。因为拌和料具有较高的流动性，其会沿着岩土体孔隙方向流动，直至填满孔隙，最终在孔隙中凝固硬化，进而有效改善边坡岩土体孔隙率，提高边坡力学性能，有效预防边坡塌陷问题。

3.3支挡加固法

支挡加固法主要利用支挡结构来实现加固。从边坡开挖的一般力学机理来说，开挖卸载导致坡脚剪应力集中，当土体抗剪力不足时，

坡体产生滑移变形，故需在坡脚补强加固抵抗滑移。支挡结构主要设置在边坡坡脚剪应力集中的位置，具有土方工程量少，对环境影响低，施工相对简单、成本相对低廉的优势，但在支挡结构的设计及应用中，首先必须探明岩土体的工程地质条件、水文地质情况；其次，重点分析其在各种荷载组合作用下的总体稳定性、局部稳定性、结构强度及耐久性。支挡结构类型的选择，应根据现场地形地貌、地质、水文等具体情况及施工单位的工程技术条件综合确定，同时应遵循经济合理、施工及养护简易的原则。

3.4锚杆/锚索加固法

主要在边坡岩土体当中设置锚杆或锚索形成一个加筋复合体，从而提高边坡岩土体的综合力学性能或改善其受力状态。原理上，锚杆或锚索是一种特形结构，其最突出的特点在于其优良的载荷能力，应用时将其打入土体，会因为其锚头可将土体的下滑力分散至边坡土体，充分发挥锚杆/锚索的载荷能力，进而提高边坡的稳定性。此类加固法在安全性上具有高效、稳定的特点，在经济性上往往具有较大优势。

4结论

路基边坡工程是高速公路施工中的一项重要内容，在具体施工中，需要对施工过程中涉及到的各项内容进行深入探讨，同时要明确施工过程中的具体目标，以及相应的要点，确保施工能够严格的依据相应的规范进行，同时要加强监管力度，从而确保高速公路路基施工的顺利进行。

参考文献

[1]陈淑景.山岭区高速公路路基边坡防护设计[J].交通世界,2018(36): 36-37.

[2]卜倩倩.浅论高速公路滑坡与高边坡病害的防治[J].科学技术创新, 2018(35):121-122.

[3]龙维,刘品,秦龙.高速公路边坡地质病害排查与风险评估[J].交通科技, 2018(06):90-92.

[4]朱杰,廖守吉.高速公路岩土边坡支护技术研究[J].黑龙江交通科技, 2018,41(12):58+60.