公路邊坡穩定性影響因素及治理工程研究

(成都理工大學 四川 成都 610000)

在公路工程中，邊坡穩定性問題對公路的安全運行影響重大，輕則出現垮塌、掉塊等現象，重則出現大規模滑坡、崩塌等地質災害問題。不僅會影響公路正常運行，更會危及人民生命財產安全，給國家造成巨大損失。因此，查明邊坡穩定性的影響因素、保證治理工程正常工作對公路的安全運行具有重大意義。

一、公路邊坡的類型

總的來說，公路邊坡可以分為自然邊坡、挖方邊坡和填方邊坡3種類型。自然邊坡指的是在自然狀態下存在的邊坡；挖方邊坡指由于人類工程開挖形成的邊坡；填方邊坡是指由于棄渣和放坡的需要堆填形成的邊坡。

二、穩定性影響因素

(一)邊坡的工程地質條件

影響邊坡穩定性的工程地質條件有地形地貌、地質構造、地層巖性和地震等。邊坡的坡體結構是邊坡穩定性的控制性因素，邊坡的坡體結構由邊坡的坡向、坡角、巖層及結構面的傾向與傾角共同決定。一般來說，反向邊坡穩定性最好，橫向坡次之，順向坡穩定性最差，尤其是當巖層傾角小于邊坡坡角時，此類邊坡巖層被切割，臨空條件良好，最易發生滑動破壞。對于邊坡自身而言，坡角越大，邊坡越容易發生破壞，坡角越小，邊坡越穩定，坡高越大，對邊坡穩定越不利；平面上呈凹形的邊坡較凸形邊坡更穩定。

再有，邊坡的物質組成，巖性組合也對邊坡穩定性影響重大。當邊坡的巖性不同時，由于不同巖性，甚至是不同風化程度、破碎程度下的同種巖性的巖體力學性能也存在較大差異，因此不同的巖性組合對邊坡穩定性的表現也不同。特別是當軟弱夾層存在的情況下，軟弱夾層的力學性能往往是控制邊坡能否發生滑動破壞的決定因素。

此外，在地震高烈度區，地震作用也是影響邊坡穩定性的重要因素。地震作用一方面可以影響邊坡坡體結構，使得邊坡與其在無地震工況下的失穩破壞方式有所差異；另一方面，地震會使邊坡內部產生附加應力，這種附加應力會加速邊坡變形，使邊坡失穩。

(二)氣象水文條件

在諸多邊坡失穩破壞的案例中，降雨因素是眾多滑坡發生的決定因素。在降雨條件下，由于雨水下滲，水排出坡體不及時，不僅會增大邊坡的下滑力，而且還會造成巖體力學參數降低，從而使邊坡抗滑力減小導致邊坡失穩。此種影響對于紅層邊坡和含有其他軟弱夾層的邊坡中表現尤為明顯。

(三)人類工程活動

隨著經濟發展和社會進步，人類工程活動如修建公路、房屋、大型水庫等日益頻繁。這些活動往往會使自然邊坡原有的形態和結構發生改變，有的使自然邊坡前緣產生臨空面造成邊坡失穩，有的破壞了巖層的連續性使得邊坡出現局部穩定性問題，有的由于人工堆載使得邊坡直接發生破壞。

三、常見的公路邊坡治理措施

(一)截排水工程

為減少降雨形成的地表水滲入坡體內對坡體穩定性造成影響，一般在滑坡的后緣平緩地帶設置截水工程，并根據邊坡的地形地貌特點在滑坡中部設置排水溝，排出地表水。據耿東陽等[1]，地下排水的措施主要有滲溝和泄水隧洞，地下水的排出可有效降低巖土體的空隙水壓力，增大有效正應力，防止水對巖層的軟化，尤其是對軟弱夾層的軟化作用，從而提高邊坡的抗滑力。對于許多大中型滑坡來說，排水問題往往首當其沖。解決好地表水和地下水的排泄問題，保證巖土體的力學性能不被水軟化降低，這對能否治理好滑坡起著至關重要的作用。

(二)削方減載

削方減載包括削坡減載和削頭減載兩種方式。削方減載指根據邊坡的類型按照規范要求選擇合適的坡比進行放坡，可有效減小邊坡的下滑力，增大邊坡的穩定性系數。削方治理一般在邊坡的中部及上部進行，其目的是挖除形成不穩定滑坡的潛在物源，減小推力，保證邊坡的局部穩定性和整體穩定性。削頭減載是指將邊坡上部一定范圍內的巖土體清除，以達到降低邊坡高度，減小下滑力，增強邊坡穩定性的目的。

(三)回填反壓

為了提高滑坡整體穩定性，根據滑坡的地形地貌特點和變形特征，一般人為地在邊坡的坡腳一帶實施回填反壓，增加邊坡阻滑段的土重，可有效增大邊坡抗滑力，提高邊坡自身穩定性。

(四)支擋工程

支擋工程主要通過增設結構物將邊坡的部分下滑力傳遞至下伏穩定的持力層上，從而使潛在滑動面以上的巖土體保持整體穩定的狀態，達到工程治理的目的。據杜瀟翔[2-3]，邊坡支擋工程多種多樣，常見的有抗滑樁、擋土墻、格構、錨桿、錨索等。在選擇支擋工程之前，應當對邊坡的設計荷載進行計算，并結合邊坡自身特點及經濟技術指標選取適當的支護措施。一般來說，格構適用于推力較小的堆積層滑坡；擋土墻和抗滑樁適用于淺層滑坡；錨桿及錨索適用于深層滑坡，一般與抗滑樁、擋土墻以及格構等組合使用可以達到更好的治理效果。

四、結論

隨著公路交通建設發展和人類工程活動逐漸加劇，公路邊坡破壞發生的頻率也逐漸增加,為等了保證公路邊坡的穩定性及公路的安全平穩運行，必須要對公路邊坡進行適當的處置，提升公路邊坡的穩定性，避免滑坡情況的發生。由于影響公路邊坡穩定性的因素眾多，因此，應在對公路邊坡進行充分的調查，查明影響公路邊坡穩定性的關鍵因素后再施加合適的處置措施。這不僅可以有效保證邊坡穩定性，還對節約造價等作出貢獻。