淺談公路路基邊坡加固防護工程的設計方法

摘 要:路基是公路結構的重要組成部分，因此必須保證其具有足夠的剛性和穩定程度，而邊坡的破壞作為影響路基穩定性的重要問題之一，必須得到設計者充分的重視。設計中應全面考慮現場環境和地質、氣候條件，優化設計方案，對邊坡進行必要的保護和加固，以確保施工的順利進行。本文在分析了影響路基邊坡的破壞形式及其原因的基礎上，提出了邊坡防護工程的設計原則與具體方法。

關鍵詞:邊坡加固防護 公路路基 設計

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0119-01

1 路基邊坡的穩定性概述

1.1 路基邊坡的常見破壞形式

作為影響路基穩定性的重要問題之一，邊坡的破壞形式主要表現在滑坡、坍滑和崩塌，以及傾倒、碎落、流動等現象。其中滑坡是指由于沖刷、震動等因素的影響，邊坡上的巖體及土質在重力作用下沿某滑動面發生剪切破壞的現象;碎落是指路塹邊坡的巖體及土質表面自坡面上不斷剝落下來的風化現象;坍滑是指邊坡巖石及土質沿某滑落面下滑，并發生大規模的碎落;崩塌則指整塊巖體的傾倒崩落，并最終沉積于邊坡底部的情況。實際工程中常見的往往是以一種破壞形式為主，其他各種形式并存的綜合破壞問題。

1.2 影響路基邊坡穩定性的因素分析

路基邊坡的穩定性，主要與當地的地形地貌、水文、地質、氣候條件有關。如多雨地區土質濕度增大、強度下降，路基表面隨溫差作用而呈現脹縮循環，在濕差作用下呈現干濕循環，循環造成了土質強度的降低，久而久之則會產生剝蝕現象，而巖土表層受到地表水的沖刷和地下水的浸入，使路基水毀病害嚴重，而巖性較差的巖體此時還可能由于水溫的變化造成風化現象的加劇。有鑒于此，在必要位置修建排水溝等附屬構筑物，并對邊坡進行科學的加固好支擋，可有效提高路基的穩固程度，為實現公路項目的建設目標提供技術支持。

2 路基邊坡防護工程的設計原則

路基邊坡防護的總體設計思路是在保證邊坡穩定的基礎上實現路基的工程的經濟性、環保性及綜合治理效果。邊坡穩定性是其適用性、完全性及耐久性的總稱，邊坡防護工程設計的首要問題，就是取得穩定與經濟間的合理平衡，以最經濟的途徑，使工程在特定環境條件下，具備保持自身穩定性的能力。應考慮采取措施延緩邊坡表面的風化和剝蝕，避免其受到雨水的沖刷和浸入，降低溫差與溫度變化對邊坡的影響，合理設置坡面防護、沖刷防護及支擋工程。實踐中常采用承載能力極限狀態設計與正常使用極限狀態設計等方法進行定量驗算。承載能力極限狀態是指邊坡失穩、錨固失效及支擋結構破壞等情況，正常使用極限是指邊坡的變形量影響到路基正常使用時的狀態。通過對以上狀態的分析，可以得出其荷載綜合效應，并以最不利原則進行量化計算，得出的數值可作為支護立柱、錨桿、擋土墻截面尺及配筋等的設計依據。設計中應盡可能減小工程對環境的影響，并將改善景觀和綜合防光、防煙目標與邊坡防護相結合，在滿足設計要求的基礎上，使剛性防護結構與柔性結構相互搭配，進行多層、立體、綠色的邊坡治理。應聘用有經驗的工程師，實地勘察分析導致邊坡不穩定的關鍵因素，再經科學的穩定驗算，結合工程的實際使用需要和施工水平，得出出最優化的處理方案與技術細節。

3 路基邊坡防護工程的具體加固方法

3.1 坡面防護

3.1.1 自然防護

自然防護是邊坡防護中最經濟環保的方法，主要是通過種樹、植草、鋪草皮等措施，利用植物生長快，根系發達等優點，對邊坡土體的溫濕條件進行控制，在水土保護的同時，以優美的環境緩解司機的駕駛疲勞。植草防護常見于坡度小于1:1，不浸水或短期浸水但地表徑流速度小于0.6m/s的土質邊坡;鋪草防護常用于邊坡高陡和坡面沖刷較嚴重的地方，鋪草皮較種草防護效果更好，可采用平鋪、水平疊置、垂直坡面或先用片石砌成方格等形狀再鋪設草皮;植樹防護多用于坡度不大于1:1.5河岸或沙漠地區，可以用來降低河水流速保護水土流失或阻止風沙的侵襲。

3.1.2 工程防護

對與無法種植植物的巖石坡面，可以利用石灰、水泥、砂石等礦料對其進行封閉或堵塞，主要工藝包括抹面、噴漿、勾縫和灌漿等。抹面適用于表面完整但易于風化的巖石，主要采用三合土、四合土或石灰爐渣混合漿的材料，并可同時加入適量草籽，與自然防護相配合以達到更好的防護目的。噴漿法常用于易風化、平整度差、裂隙較多的巖石表面。該法的水泥用量較大，多用于重點防護地段，水泥漿厚度一般為2cm。其主要目的是盡量封閉邊坡巖體存在的空隙，以阻止水分進入巖層，特別適用于防止巖體風化作用而造成的巖體碎落和崩塌。勾縫與灌漿防護則主要應用于堅硬巖石邊坡，借助水泥砂漿的膠結力，使巖石面層形成一個整體，以防止水分進入造成病害。

3.2 沖刷防護

3.2.1 直接防護

直接防護是直接對路堤及河岸進行直接的加固措施，以抵抗水流的沖擊。植物防護是直接防護的首選，其次也可采取砌石防護處理。在流速＜2m/s的河岸、嚴重剝落的軟質巖土邊坡及易受水流侵蝕的土質邊坡，可采用干砌片石護坡;在流量大于3m/s、有較強波浪作用或有漂浮物撞擊的邊坡，宜采取漿砌片石防護;而在下水邊坡和受到淘刷的坡腳，則可采用拋石防護法對邊坡進行保護。

3.2.2 間接防護

間接防護是采用導流或阻流的方法，改變水流性質，迫使水流偏離被防護路段，徹底解除水流對局部堤岸的沖刷破壞作用。導流結構物按其與河道的相對位置，分為順壩，丁壩和格壩。順壩大致與堤岸平行，主要作用是導流，調整水流曲度，改善流態;丁壩與堤岸垂直或斜交，將水流排離堤岸，束河歸槽，改善流態;格壩是順壩與丁壩的組合，在平面上呈網格狀，防止高水位時水流溢入，沖刷壩內岸坡或坡腳，并促進格間淤積。

3.3 其他防護方法

工程中還常以支擋工程、濕軟地基加固等方法對邊坡進行處理。支擋工程包括抗滑樁處理和抗滑擋土墻處理，濕軟地基加固則分為砂墊層加固法、換填土層法及強夯法等。以工程中應用最多的抗滑擋土墻為例，應以滑坡的實際推力為設計依據，確保滑坡面不與擋土墻一起滑動。由于普通的重力擋土墻不適于滑動面較深的石質邊坡加固，因此在工程上針對此類狀況常采用預應力錨桿、錨索抗滑擋土墻進行加固處理，錨桿深入基巖中可以增加巖石的整體性，因此廣泛具有更加廣泛的適用范圍。

參考文獻

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