高速公路邊坡工程處治設(shè)計(jì)原則與常用技術(shù)

李發(fā)興

（普洱公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，云南 普洱665000）

1 高速公路邊坡工程處治的主要設(shè)計(jì)原則分析

1.1 荷載效應(yīng)下的邊坡工程處治設(shè)計(jì)原則

在對高速公路邊坡穩(wěn)定性計(jì)算過程進(jìn)行分析時(shí)，其所涉及的主要荷載如下：可變荷載、巖體土體荷載與偶然荷載等。基于不同極限狀態(tài)下的有關(guān)設(shè)計(jì)要求，主要會(huì)受到荷載各自代表值的影響。如可變荷載，通常情況下其代表值主要分為組合值、標(biāo)準(zhǔn)值等，而永久荷載通常代表的是標(biāo)準(zhǔn)值。依據(jù)其處治結(jié)構(gòu)將極限狀態(tài)相結(jié)合展開設(shè)計(jì)，使各個(gè)荷載自身的標(biāo)準(zhǔn)值能定義為荷載基礎(chǔ)性代表值。

1.2 極限狀態(tài)下的邊坡工程處治設(shè)計(jì)原則

要想切實(shí)解決高速公路邊坡的穩(wěn)定性能和經(jīng)濟(jì)效益二者之間的平衡關(guān)系，就需要將其視為設(shè)計(jì)邊坡的第一要?jiǎng)?wù)，通過經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的方法對其設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)一步提高。所謂邊坡自身的可靠性，主要包含著邊坡的安全性、耐久性以及可適用性，也就是在一定時(shí)間及有關(guān)情況下，邊坡連同邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)可以自行對穩(wěn)定性加以適當(dāng)調(diào)整，以此維持保持能力；對于耐久性而言，則是伴隨著時(shí)間推移，邊坡以及邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)的基礎(chǔ)上可以維持自身總體的穩(wěn)定性，并且不會(huì)由于邊坡變形而被影響；就其適用性來講，則是在對邊坡以及邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)正常使用的過程中，可以達(dá)到預(yù)期使用目標(biāo)；而安全性能則是在實(shí)際施工與利用邊坡以及邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以將各方面的荷載作用有效承受，而且可以在發(fā)生突發(fā)事件之后依舊維持其穩(wěn)定性。通常情況下，在設(shè)計(jì)高速公路邊坡工程時(shí)，也會(huì)運(yùn)用到極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，也就是把設(shè)計(jì)建筑物的基準(zhǔn)期與邊坡相一致。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)主要分為以下2種極限狀態(tài)：承載能力情況下與正常使用情況下各自的極限狀態(tài)。

1.3 邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算原則

主要包括立柱以及擋墻的地基抗剪、抗壓、錨桿抗拔力等【1】；在對錨桿擋墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該合理并精確計(jì)算立柱與擋墻基礎(chǔ)的自身承載能力；如果邊坡或者是其滑坡位置出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象且影響到周邊建筑，應(yīng)有效計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)局部或者是整體的穩(wěn)定性；要是邊坡變形提出了更進(jìn)一步的要求，就要對邊坡進(jìn)行充分的變形分析，且應(yīng)將分析結(jié)果作為基礎(chǔ)制定有關(guān)的變形措施。

1.4 邊坡工程綜合治理設(shè)計(jì)原則

在實(shí)際設(shè)計(jì)邊坡工程時(shí)，應(yīng)該將工程現(xiàn)實(shí)情況作為基礎(chǔ)，有效結(jié)合施工中會(huì)使用的防護(hù)建筑物，進(jìn)而體現(xiàn)出綜合治理。該原則是將確保自身穩(wěn)定性作為基礎(chǔ)，針對防護(hù)建筑物整體與周邊建筑的經(jīng)濟(jì)性、美觀性等方面加以設(shè)計(jì)優(yōu)化，使邊坡防護(hù)構(gòu)造物既能防護(hù)邊坡穩(wěn)定又能與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

1.5 信息化邊坡工程處治設(shè)計(jì)原則

通常情況下，高速公路邊坡的巖土介質(zhì)存在很大的易變性、不穩(wěn)定性，而且邊坡巖質(zhì)各有差異，因此難以有效精準(zhǔn)地明確地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息【2】。除此之外，關(guān)于邊坡工程其設(shè)計(jì)理論與方法都具一定的經(jīng)驗(yàn)性，因此，很難一次就做好邊坡設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)過程中需要以工程監(jiān)管資料與所反饋的有關(guān)信息作為重要基礎(chǔ)，并進(jìn)行進(jìn)一步的完善與補(bǔ)充，采用動(dòng)態(tài)化的設(shè)計(jì)方法，也是現(xiàn)階段在邊坡設(shè)計(jì)中十分常見的。

2 高速公路邊坡工程處治主要技術(shù)分析

2.1 放緩邊坡

在高速公路邊坡處治中相對常用的一項(xiàng)技術(shù)就是放緩邊坡，一般是首選措施，其主要優(yōu)勢是施工操作相對簡單且具有極高的安全可靠性。造成邊坡失穩(wěn)的原因是邊坡坡度過大、邊坡高度過高。對此，可以將巖土體的不穩(wěn)定土體削掉來達(dá)到坡度放緩的目的，其缺點(diǎn)是征占土地較多【3】。

2.2 邊坡支擋

在邊坡處治措施中支擋抗滑樁與抗滑擋墻是相對基本的。使用上述技術(shù)對巖土體不穩(wěn)定的邊坡進(jìn)行支擋是常用的滑坡防護(hù)方案。該技術(shù)不僅具有很高的可靠性，而且這一技術(shù)的主要優(yōu)勢就是能將邊坡失穩(wěn)問題更好地解決。抗滑樁的尺寸選擇、排數(shù)、抗滑墻尺寸等因根據(jù)地勘及驗(yàn)算確定。

2.3 邊坡加固

1）使用錨桿對邊坡進(jìn)行加固。針對坡體地層軟弱或者是破碎的情況，應(yīng)該把一定長度的錨桿打入加固高速公路邊坡。針對其固坡原理而言與螺栓作用十分相似，因此，錨桿加固技術(shù)屬于淺層加固的一種【4】。

2）通過注漿對邊坡進(jìn)行加固。如果坡體破碎情況嚴(yán)重可以通過壓力注漿有效加固邊坡。在壓力作用下，灌漿液可以由孔壁周邊切割的裂隙逐漸滲透于四周，以此“膠結(jié)”邊坡相對破碎的巖土體，并且在此基礎(chǔ)上，砂漿柱還可以“連接”破碎的巖土體，這樣一來可使得邊坡坡體的穩(wěn)定性與整體性提高【5】。注漿加固技術(shù)屬于深層加固的一種。

3）使用土釘對邊坡進(jìn)行加固。如果巖石或者是土質(zhì)邊坡為軟質(zhì)的話，可以將數(shù)量合適的土釘打入坡體內(nèi)，以此加固邊坡，就錨桿加固技術(shù)而言與土釘加固技術(shù)的施工工藝方面具有一定的相似性。

4）預(yù)應(yīng)力錨索邊坡加固技術(shù)。對于高邊坡而言，之所以會(huì)通過預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，其核心目標(biāo)是將錨固巖體自身的綜合性強(qiáng)度進(jìn)一步提高，還能改變因?yàn)殚_挖卸荷而造成的裂隙擴(kuò)張，讓不穩(wěn)定的邊坡巖體能夠處在圍壓較高的狀態(tài)，不僅能夠提高其整體性，而且也可以約束巖體變形，進(jìn)而改善其力學(xué)性質(zhì)。一般巖體強(qiáng)度較高，那么施于預(yù)應(yīng)力作用的邊坡巖體不僅具有更大的承載力，而且變形程度更小。

2.4 邊坡防護(hù)

1）工程防護(hù)。工程防護(hù)技術(shù)主要有2點(diǎn)：（1）使用砌體進(jìn)行封閉。要是邊坡具有較大陡坡度、坡體自穩(wěn)性低且坡面土體相對松散的情況，就可以通過砌體封閉這一方式加以防護(hù)，主要的砌體為漿砌片塊石、預(yù)制塊等。（2）使用素混凝土。要是巖質(zhì)邊坡具有較好的相對穩(wěn)定性，施工人員可以使用素混凝土在邊坡坡面均勻噴射，能達(dá)到避免巖石風(fēng)化程度加劇、巖石剝落的目的，這一處治方式屬于表層防護(hù)，現(xiàn)在出于對景觀綠化的需求已很少使用噴漿護(hù)坡。

2）植物防護(hù)。在防護(hù)邊坡的方式中植物防護(hù)也是十分常見的，其主要是在將植物移植到邊坡坡面，例如：草皮、樹木等【6】。因?yàn)橹参锔禃?huì)不斷的發(fā)育，所以能夠達(dá)到避免水土流失的作用，植物防護(hù)方式主要應(yīng)用在坡角較緩、邊坡較低的穩(wěn)定性邊坡。

2.5 修筑排水設(shè)施

1）修建截水溝。出于避免邊坡以外的水進(jìn)入坡體，從而沖刷坡面對其穩(wěn)定性造成影響的目的。

2）修建排水溝。除了修建截水溝之外，也可以將排水溝設(shè)置在坡體上，并與邊坡平臺(tái)溝相結(jié)合，使地表水可以在最短時(shí)間內(nèi)排出邊坡。

3）坡面上有滲水的坡體，可打入疏干孔加速坡體排水固結(jié)，疏干孔排水可與坡面排水溝結(jié)合使用。

3 結(jié)語

因?yàn)楦咚俟返倪吰虑闆r相對復(fù)雜，所以要在與其地質(zhì)及地形狀況相結(jié)合的基礎(chǔ)上，應(yīng)運(yùn)用多樣化的處治技術(shù)，這樣才能在確保工程安全性的同時(shí)，減少施工成本投入，以此保證工程施工有序開展。