公路路塹邊坡加固防護技術探討

◎ 浙江省湖州市港航管理局 何仲文

0 引言

與平原地區的公路建設相比，丘陵與山區地帶的公路建設技術復雜性和環境的惡劣性要遠甚于前者，由于山區的地質條件復雜，加之對自然地貌的大挖大填，使得公路的路塹邊坡設計與施工成為山區公路建設的難點，因此，如何根據不同的施工條件和地質情況，加強對路塹邊坡的防護工程措施，成為了公路工程技術人員研究的重點。

1 路塹邊坡穩定性分析

經過對公路路塹邊坡的特點進行分析，得出影響路塹邊坡穩定性的因素主要有以下幾個方面：

（1）結構面不連續

路塹的穩定性程度與工程的地質情況密切相關，這其中包含兩方面的因素，一是地質的地層情況，它反映了巖層的結構強度；二是地質的構造情況，它反映了巖層的結構形式以及其構成的分布與變化情況。通常人們會把注意力集中到巖層的結構強度上來，多數認為巖石強度差的地區易引發路塹邊坡的不穩定性，誘發邊坡滑坡。但人們忽略了另一個重要的方面，即地質的構造情況。依工程的邊坡特點過程我們可知，許多公路在建設時對山體的破壞面比較大，由于山區的地質構造情況一般都較為復雜，在這么大的一個破壞面上，地質構造情況可能在不同的地點產生比較大的變化，出現巖層結構面的不連續現象。這造成了巖層的節理組的間距、填充情況發生了很大的變化，因此，在邊坡設計與施工過程中應依據不同的結構構造情況予以區別對待考慮。

（2）地下水的影響

巖層中地下水的影響是造成公路邊坡滑坡的另一個重要因素。在邊坡設計與施工前都應仔細研究工程范圍內的水文地質勘察情況，了解水文地質的分布特點，充分考慮其對邊坡修建造成的影響。水文地質情況中有關于壓力水蓄水層的分布、不同層間水的流動、巖層的孔隙率與蓄水構造、水的來源補給特點等都會對邊坡造成較大的影響，通過一定的工程措施減少水的滲透造成的巖體抗壓和抗剪強度降低是工程技術人員應加以考慮的問題。

（3）風化與侵蝕作用

根據地質成因的不同，巖層被劃分成不同的類型，如物質沉積形成的沉積巖，巖漿入侵形成的火成巖，不同的巖石類型帶來了不同的巖層性能，各種巖層的性能也因此產生較大的差異。不同的巖層有不同的構造特點和強度值，其在承受自然條件的風化與冰雪等侵蝕時的能力也不完全相同。雖然有些巖層的強度完全滿足公路邊坡的技術標準要求，但應對自然的風化與侵蝕作用做一定的考慮，這些會影響巖層的強度和結構，對邊坡處理產生一定的影響。通常地質勘察報告中只會對巖層的風化與侵蝕狀態做定性描述，但涉及到具體的工程實際，工程技術人員有必要對風化與侵蝕作用的影響程度做出定量的判斷。

2 路塹邊坡的防護加固技術

2.1 植物生態護坡

植物生態護坡適用于邊坡風化較輕的地方，通過在邊坡上進行綠化，種植一些根系發達的植物，通過植物根系的網羅作用將較為破碎的巖體聯絡在一起，同時種植植物可以減緩水流在坡面上的流速，減緩對邊坡表面的沖刷，以達到和周圍景觀協調和保護生態平衡的作用。常見的植物護坡方法有以下幾種：

（1）噴播法

該法是將草籽、肥料和纖維以水混合成糊狀，通過噴射機向邊坡表面進行播種。操作時應先噴一層肥土，再噴播草籽，最后在上面再噴一層浮土，以保護草籽。該方法的附著性強，不易被雨水沖刷，尤其適用于干旱和風沙地區。

（2）密鋪法

密鋪法就是采用成品草皮對邊坡進行覆蓋。在施工前應對邊坡進行整理，挖出淺細的溝槽以利于草皮的固定，過陡的邊坡應采用一定的固定措施。

（3）框架植草

強風化巖層表面可以用混凝土制成一定的框架，并將其錨固在邊坡上，在框架內部設凹槽填種植土，將草籽灑播在框架的凹槽內，可以為有效地對邊坡進行防護。

2.2 工程護坡

某些路段邊坡由于巖石風化嚴重或過于破碎，不適用于植物護坡，只能采用工程措施進行防護加固。工程防護加固的種類比較多，使用范圍也最廣泛，效果可靠，壽命較植物護坡要長，在工程中應用十分普遍。

（1）坡面防護

邊坡防護措施包括抹面、捶面和噴漿等幾種施工形式，它主要適用于邊坡有一定的自穩性，為了加強表面的整體性與牢固性，通過對邊坡的表面進行一定的工程處理措施，加強表面的自穩能力。坡面的防護措施一般較為簡單，造價低廉，適用范圍較窄。

（2）砌石防護

砌石防護比坡面防護的加固效果要顯著一些，因為它采用各種石材覆蓋在坡面的表面，對坡面起到了一定的壓實作用。砌石防護一般有護面墻、干砌塊石和漿砌塊石幾種類型。

①護面墻

護面墻是用石材和預制混凝土塊砌成的墻，它依靠自身的重力維護邊坡的穩定性，不承受邊坡背后的土壓力，具有美觀整潔的效果。

②干砌塊石

該方法適用于邊坡碎碎嚴重和松軟的地區，為避免降水沖刷的影響，上部以塊石進行規則堆砌，保護坡面。

③漿砌塊石

該法在干砌塊石的基礎上將水泥砂漿把塊石間的縫隙填滿，使塊石護面形成一個整體，其防護效果在砌石防護法中是最好的，而且造價低廉，應用十分普遍。

（3）錨桿防護

錯桿防護是通過向巖層內部打深孔，并向內插入錨桿并灌注混凝土砂漿，形成對巖體的固定措施。該法適用于巖層錯動和巖面與基巖分離的結構不連續的情況，特別適用于邊坡的坡角有裂隙的情況。

（4）擋土墻

擋土墻在路塹邊坡支護中應用最為廣泛，其形式也有重力式、懸壁式、衡重式等幾種形式。每種擋土墻都有自己的適用范圍，為邊坡的防護與加固提供了多種可能的選擇。由于不同的擋土墻的效果和造價差別較大，在運用前應對不同的擋土墻進行技術經濟比較，獲得最優的加固方案。

3 工程應用研究

3.1 工程概況

南方丘陵地帶某公路，原始地貌為丘陵與山間沖積洼地，G標段K255+400～800段存在一處滑坡，滑坡面呈現“凹”形，坡面向西，坡頂的高程為307.60m。該段滑坡上部較陡，坡度為30°～50°，下部較緩，坡度為10°～20°。現根據工程的需要，在下部較緩處，靠近坡角修建了一處坡高為12m～16m寬度為30m左右的路塹，由于工程的修建對滑坡產生較大的影響，滑坡有加大的趨勢，經鉆探揭露，該處滑坡的基巖以砂巖和頁巖為主，局部夾雜粉砂巖，巖層產狀為∠235°W，∠20°為主。

3.2 滑坡機理分析

路塹的修建破壞了石滑坡段已平衡的結構體系，為滑坡產生了新的臨空面，增加了滑坡趨勢加大的可能性。另外，根據地質鉆探情況，基巖中的粉砂巖層強度較其它層低，很可能是誘發滑坡的滑動面?；瑒拥倪吰旅婷嫦蛭鳎省鞍肌弊中?，具有良好的匯水條件，原有的滑坡面因已產生裂隙，雨水極易沿裂隙滲入巖體的滑動面內，巖體內部的水壓進一步降低了內部粉砂巖層的強度，加劇了坡體失穩的可能性。

3.3 加固防護措施

該段邊坡是本公路施工段中的重大風險部位，由于公路改線的經濟費用過高，根據設計單位會同監理單位現場的共同研究協商，確定了以抗滑樁為主，增加排水措施加固工程措施，保證使滑坡的安全系數達到1.20。

（1）排水措施

在滑坡的頂面5m以外的距離設置一條斷面為0.8mx0.8m的截水溝，有效地防止上部的地表水匯集進入滑坡路段，截水溝中的水接入路塹邊坡左側的排水溝，引向下游。在滑坡范圍的表面，還設有枝狀排水溝，起到截流坡面雨水進入巖體內的作用。同時，對滑坡表面已有的縫隙進行平整和填實，進一步減少雨水滲入的可能性。在坡底處設20處水平排水孔，排水深入巖體內部，仰角為10°，深度介于38～99m之間，起到及疏導巖體內部積水的作用，防止巖體內部的水壓過大，增加支擋結構物的荷載。

（3）邊坡加固措施

依工程的特點，在該滑坡處采用了植物護坡與抗滑樁相結合的做法。在滑坡頂部和表面采用混凝土方格網護坡，網內播種草籽，通過植物的根系，有效地消除滑坡表面的破碎巖滑落的可能，同時也起到了封堵巖體裂隙的作用。

本工程在K244+563～704段的右側山體依勢建造26根錨索抗滑樁，其間距為5m，斷面分為三類，一類斷面尺寸為1.8mx2.4m，樁長28m，編號為1～12號；二類斷面尺寸為2.0x3.0m，樁長為35m，編號為13～19，三類斷面尺寸為1.2mx1.8m，樁長為25m，編號為20～26。各樁頂設置2根錨索，以20°角深入基巖10m以上，設計張拉力1000KN。抗滑樁體采用C30混凝土現澆，內部有12根預應力φ15.2mm的高強度鋼絞絲?？够瑯兜牟贾闷拭鎴D如下：

3.4 滑動觀測

為了準確評價邊坡抗滑措施的作用效果，在滑坡體內埋設了21個監測點，編號為1～21號，經過長達3個多月的觀測得出以下結果：

（1）1～3號，12～13號、19～20號滑移明顯，滑移速率為5.5～12.5mm/d，累積水平位移量109.8～100.3mm，滑移方向均為原坡體滑動方向。

(2)其余各監測點未監測到明顯的水平位移，但8～10號觀測到豎向位移，表現為隆起。

3.5 加固效果與結論

（1）由于在原滑坡面上修建路塹破壞了原有的力學平衡體系，造成了新的滑坡條件。另外，雨水的滲入也對滑坡起到了誘導作用。

（2）根據工程特點采用上部修建截水溝，下部修建疏水孔的做法，減緩了巖體內部的水壓力。并在滑坡體頂面與坡面做植物護坡，切坡面修建錨索張拉預應力抗滑樁加強坡面的加固，起到了限制滑坡面滑動的作用，通過實際觀測證實，滑動變形范圍在設計范圍之內。

（3）該工程目前已竣工，并通車使用4年多，滑坡體未有進一步滑動跡象，已趨于穩定，實際工程使用效果良好，達到了應有的預期。

圖1 預應力抗滑樁布置剖面圖