高速公路橋梁墩臺處邊坡病害探討

包　珍

摘要：本文主要通過對廣東省內某高速公路項目的橋梁墩臺邊坡進行調查分析，并針對出現的病害類型提出對應的防治措施。

關鍵詞：橋梁墩臺；邊坡病害；原因分析；防治措施

1 概述

廣東省內某高速公路項目由于地形地質條件較差，加之該工程工期緊迫，修筑橋梁墩臺時開挖的邊坡存在安全隱患，如果不加以處理，就可能出現邊坡失穩滑動，誘發災難性的橋梁墩臺毀壞事故，造成重大經濟損失和帶來不利的社會影響，因此必須對橋梁墩臺邊坡病害及時進行預防和治理。

2 橋梁墩臺路段邊坡工程地質條件調查及評價

沿線橋梁墩臺之間出現邊坡的情況很多，大多屬自然邊坡，比較穩定，但仍有一些橋梁工點由于受地形條件的限制，在地形起伏較大的墩臺周圍開挖坡體，或作施工便道，或作施工場地，使得墩臺周圍人為地形成一個陡坡，高3～15m不等。這些邊坡根據地質情況可分為兩類：一類是由第四系沖、洪積、殘坡積碎塊石土層組成，結構松散，厚度較大，強度低，雨季含水量增高則力學指標會更低，極易沿堆積層與基巖面產生滑動，或沿坡內某一結構面產生滑動，導致邊坡失穩，很容易發生溜坍；另一類由砂巖、花崗巖、板巖等組成，基巖全風化、強風化層厚達10～30m，質軟，力學強度低。層薄、軟硬相間的地層在構造力作用下其節理、劈理均較發育，巖體破碎，屬層狀碎裂結構或碎裂結構，為地下水的賦存徑流提供良好的條件，加劇了巖石的風化。軟巖往往易風化成具母巖構造的粉質粘土，強度很低，且易受地下水的不良影響，構成軟弱結構面，對巖體的強度起控制作用，使得開挖邊坡巖體強度很低，對邊坡的穩定不利。加之巖質邊坡結構面有的傾向坡外側，可能發生順層滑動，若傾角大還會發生傾倒破壞。對橋墩產生側向應力，或使橋臺懸空，從而影響墩臺乃致整座橋梁的安全。

按照開挖邊坡相對于墩臺的部位，影響橋梁墩臺穩定情況分為以下六大類：

墩前后土體開挖，使墩前形成一陡坡，由于地質條件較差，邊坡易坍塌，影響橋墩的安全穩定。

墩與臺之間邊坡，由于施工修筑便道施工場地，開挖了臺前邊坡，且開挖邊坡過陡過高，地質條件較差，易產生坍塌，影響墩臺的安全。

墩臺側面邊坡開挖過陡過高，地質條件較差，邊坡易坍塌，從而影響墩的安全穩定。

墩臺之間邊坡棄土形成了高邊坡，松散的棄土邊坡極易坍滑，對墩臺的安全穩定有一定影響。沿線墩臺之間出現邊坡的情況很多，大多屬自然邊坡，比較穩定，但由于開挖橋臺基礎、路塹、隧道等結構物的大量棄土堆積在臺前墩側的坡面上，既沒有清除坡面植被，也沒有開挖平臺作填土碾壓，形成松散的高邊坡，基本處于極限平衡狀態，一旦雨季來臨，很容易沿自然坡面發生溜坍，沖擊橋墩，并使橋臺懸空，從而影響橋墩、橋臺乃致整個橋梁的安全；或淤積河床，堵塞河道、公路交通運輸。

受地形控制或修筑便道，對墩前土體開挖過度，使墩襟邊距不足，可能使摩擦柱的摩阻力減小，影響橋墩承載力；或者邊坡土體產生的側向應力作用在橋墩上，而橋墩抗剪能力差，勢必造成剪切破壞，從而影響橋墩乃致整個橋梁的安全。

橋墩臺邊坡開挖或棄碴后形成一邊坡，但因地質條件較好或邊坡不高、棄碴不厚，邊坡穩定，不影響墩臺的安全穩定。

3 影響橋墩路段邊坡穩定性的主要因素

3．1 橋墩路段邊坡的工程地質特征

3．1．1地層巖性

地層巖性及其組合是構成邊坡的物質基礎，巖性決定巖石的強度，抗風化性能。遇水是否軟化，在相同構造力作用下的節理裂隙發育程度，而這些都與邊坡的穩定直接相關。沿線硬質巖如板巖、弱風化砂巖、花崗巖等強度高、抗風化能力強，由其構成的邊坡穩定性好，而軟質巖如全～強風化砂巖、泥巖、花崗巖等強度低，易風化，遇水軟化，其構成的邊坡穩定性較差，軟硬相間的巖性組合的邊坡穩定性往往受軟巖控制，穩定性一般不好。

3．1．2 地質構造

地質構造決定了巖層的產狀，節理裂隙的性質、產狀及發育程度。斷層破碎帶的性質等。而這些因素又決定了邊坡的巖體結構。本路線正好位于區域斷裂構造發育帶內，受構造影響較大，如軟質巖受構造影響嚴重、節理裂隙發育呈碎裂巖散裂狀結構，路塹邊坡穩定性差，紫紅色厚層砂巖因時代新受構造影響小，節理裂隙不發育，呈整體狀、整體塊狀結構，邊坡穩定性好。

3．1．3 邊坡巖體的風化程度

巖體的風化一方面破壞了巖體的完整性，另一方面使巖石物質成份發生變化，導致物理力學性質改變，直接影響巖體的強度及結構特征，進而影響路塹邊坡的穩定。不同的風化程度表征著巖石受改造的程度和其力學屬性的差異。

3．1．4 水文地質條件

水是邊坡失穩的誘因，地下水軟化巖體，增大下滑力，產生動、靜水壓力，所有這些對邊坡的穩定都是不利的。

3．2 邊坡的開挖情況

邊坡的開挖情況是邊坡穩定與否的外在條件。它包括邊坡的開挖高度、坡率、支護結構物的形式與規模。而現場橋墩路段邊坡開挖前沒有設計方案，為搶工期和施工方便，開挖邊坡作施工場地和便道的隨意性太強，當某一邊坡的工程地質條件一定時，邊坡的設計、施工方案則成了邊坡穩定性的決定因素。

3．3 其它

主要指一些次要的外在條件，如邊坡的植被發育情況，上部荷載情況等。它們對邊坡的穩定性均有一定的影響。

4 不穩定邊坡工點的主要防治措施

針對各個工點的特點和地質特征，采取了以下工程措施：

4．1 對規模大、地質條件差的工點采用預應力錨索加固。

4．2 對巖質邊坡，節理裂隙發育、有順層滑動或傾倒破壞的工點采用預應力錨索或錨桿加固。

4．3 對邊坡不高的全、強風化花崗巖或全強風化板巖夾變質砂巖工點，采用放緩邊坡，邊坡植草防護，坡腳設擋土墻固腳措施。

4．4 對邊坡較高的全、強風化花崗巖或全、強風化板巖夾變質砂巖工點，如無放坡條件或放坡后減少橋柱埋深深度影響墩安全，則采用錨索或錨桿進行邊坡加固。

4．5 對棄碴邊坡，原則上采用清碴方案。如不能清碴，則設坡腳擋土墻，邊坡進行砌石防護處理。

4．6 對一些由于開挖施工便道或修筑施工場地，而切腳開挖形成的邊坡，當切腳高度不大時，可采用回填土來穩定邊坡的方案。

結束語

經現場調查，本高速公路項目經加固的橋下邊坡均穩定、安全，說明采取的加固措施是可行的，總結得到以下幾點經驗：

重視地質勘察與測繪工作。詳盡的地質資料是橋下邊坡治理設計的基礎，必須委托有資質及豐富經驗的單位進行該項工作。

做好動態設計工作。由于邊坡巖土體的復雜性及不確定性，難以在設計前探明邊坡的全部狀況，故必須設計與施工緊密配合，設計者及時根據施工反饋的信息調整方案，進一步完善設計。

做好施工組織。對邊坡的穩定狀況應當有預見性，制定合理的施工程序和方法，減少對坡體的擾動和病害的產生，從而確保邊坡的穩定。

參考文獻

[1]楊廣慶.高等級公路路基病害分析與防治技術.人民交通出版社.2007年8月.

[2]武御卿.路基邊坡病害分析及防護設計原則.《鐵道建筑》.2005年第5期.