高速公路邊坡加固設(shè)計(jì)方法研究

王學(xué)文

（湖南 長(zhǎng)沙 410000）

當(dāng)前在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展的背景下，高速公路的整體發(fā)展勢(shì)頭越來越強(qiáng)烈，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，都會(huì)產(chǎn)生一定積極影響。在針對(duì)高速公路進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，不可避免會(huì)遇到一些邊坡開挖和施工的問題。在開挖過程中，如果采取開挖措施無法得到有效落實(shí)，那么勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性受到影響。邊坡如果不穩(wěn)定，那么不僅會(huì)對(duì)整個(gè)高速公路的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，而且還會(huì)影響到高速公路的后期使用情況。由此可以看出，高速公路邊坡加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段高速公路在施工過程中非常重要的問題之一。

1 邊坡加固設(shè)計(jì)計(jì)算分析

在高速公路項(xiàng)目具體施工過程中，邊坡加固設(shè)計(jì)以及相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，兩者之間具有密切聯(lián)系，缺一不可。邊坡加固設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)是保證邊坡穩(wěn)定性的主要系數(shù)依據(jù)，在針對(duì)該指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要在極限平衡理論的基礎(chǔ)上，這樣才能夠保證計(jì)算結(jié)果具有真實(shí)性和有效性。現(xiàn)階段，比較具有代表性的設(shè)計(jì)方法包括瑞典圓弧法、瑞典條分法等，這些方法在具體應(yīng)用過程中，可以應(yīng)用的具體范圍和假設(shè)條件具有一定的差異性。如表1所示[1]。

表1 各種穩(wěn)定性計(jì)算方法對(duì)比分析表

在針對(duì)高速公路邊坡加固進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)合理的計(jì)算方法，這樣才能夠保證計(jì)算數(shù)據(jù)具有真實(shí)性和有效性，并且為高速公路邊坡加固設(shè)計(jì)方案的制定提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)依據(jù)作為支持。①需要構(gòu)建MSARMA法的力學(xué)模型以及相對(duì)應(yīng)計(jì)算模型。在該模型當(dāng)中，不僅能夠?qū)吰略诟鞣N非齊次邊界條件下的穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確有效的評(píng)價(jià)和分析，而且還能夠通過公式科學(xué)合理的利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)齊次邊界條件的自動(dòng)滿足。②在針對(duì)MSARMA核心計(jì)算模塊進(jìn)行研制和開發(fā)的時(shí)候，需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)邊坡工程在各種不同類型條件下的穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行分析，并且對(duì)各種影響因素進(jìn)行深入的敏感性分析，保證該模型在使用時(shí)的作用和價(jià)值充分發(fā)揮出來。除此之外，在對(duì)邊坡工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)邊坡坡面的一些荷載情況和加固力對(duì)邊坡本身穩(wěn)定性狀態(tài)能夠產(chǎn)生的作用和影響進(jìn)行深入研究[2]。

2 高速公路邊坡加固設(shè)計(jì)的基本原則分析

邊坡加固設(shè)計(jì)在具體實(shí)施過程中，大多數(shù)情況下都會(huì)受到很多條件因素的影響。但是現(xiàn)階段加固設(shè)計(jì)在實(shí)施時(shí)，其主要的步驟可以按照以下的順序進(jìn)行施工。首先，需要對(duì)邊坡自身的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，其次，與工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，通過人為操作的方式在其中加上一個(gè)相對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)系數(shù)。根據(jù)這些系數(shù)的最終呈現(xiàn)值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡加固的合理設(shè)計(jì)。這種加固設(shè)計(jì)方式在具體實(shí)施過程中，在理論方面缺乏一定的理論依據(jù)作為支持，但是在實(shí)踐中，還由于過于保守，導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象等。這些問題都會(huì)對(duì)邊坡的加固設(shè)計(jì)造成嚴(yán)重的阻礙影響，甚至嚴(yán)重的情況下，還會(huì)導(dǎo)致支護(hù)失敗的情況發(fā)生[3]。

3 高速公路邊坡加固設(shè)計(jì)方法

3.1 高速公路工程地質(zhì)條件

湖南某高速公路邊坡的巖性主要是以中細(xì)砂巖和分粉砂巖為主。巖體結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象，層理主要是以優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面作為主體，發(fā)育兩組節(jié)理，但是全部都是破碎結(jié)構(gòu)。除此之外，該高速公路的整個(gè)水文地質(zhì)條件相對(duì)比較簡(jiǎn)單，其主要是基巖裂隙水，這也是導(dǎo)致高速公路邊坡穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅的原因。由于邊坡巖土體本身已經(jīng)處于必要嚴(yán)重的破碎狀態(tài)，所以構(gòu)造應(yīng)力逐漸被釋放干凈，地應(yīng)力應(yīng)當(dāng)在這種狀態(tài)下，以自重應(yīng)力作為主體。

3.2 邊坡最佳加固狀態(tài)確定

根據(jù)邊坡加固的基本設(shè)計(jì)原則和計(jì)算內(nèi)容，確定該高速公路最佳加固狀態(tài)的加固荷載，為該高速公路的邊坡加固設(shè)計(jì)質(zhì)量提供有效保障。首先，需要對(duì)邊坡工程地質(zhì)的基本條件進(jìn)行分析，從中找出對(duì)邊坡穩(wěn)定性最不利的邊坡飽水。其次，利用MSARMA法進(jìn)行計(jì)算，確定系數(shù)與總加固荷載相互之間的關(guān)系[5]。通過計(jì)算之后可以得出，在比較危險(xiǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行加固處理的時(shí)候，邊坡自身的穩(wěn)定性如果增加0.01，那么總加固力就需要增加240～289kN。除此之外，根據(jù)邊坡加固的基本原則和實(shí)際情況，在針對(duì)該高速公路項(xiàng)目工程進(jìn)行加固設(shè)計(jì)的時(shí)候，只需要保證邊坡處于最危險(xiǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行施工就可以保證其穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文在針對(duì)各種不同類型的邊坡加固設(shè)計(jì)方法進(jìn)行綜合分析，同時(shí)提出了這些方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)比較適合應(yīng)用到哪一些方面，并且針對(duì)這些方法在應(yīng)用時(shí)現(xiàn)存問題進(jìn)行深入分析。除此之外，對(duì)SARMA法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行改善和優(yōu)化，并且結(jié)合實(shí)際情況，構(gòu)建出符合實(shí)際要求的MSARMA法評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的利用，同時(shí)保證加固設(shè)計(jì)施工在高速公路邊坡最佳加固狀態(tài)下進(jìn)行，這樣才能夠最大限度保證邊坡加固效果。