公路路基高邊坡防護設計措施

李 磊

(四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司,四川 成都 610041)

0 前 言

我國地域相對廣闊且地形條件復雜,每個區域的地質條件都有所差異,公路路基高邊坡常常存在著多樣性病害,如果無法對其進行有效處理，就會影響到交通的安全性,因此，加強公路路基高邊坡防護設計是非常必要的。為了有效確保公路路基穩定性以及安全性,需要采取較為合理的防護措施,合理設計公路路基邊坡的防護工作,以確保公路的暢通以及安全性。

1 路基高邊坡影響因素及防護設計措施

1.1 路基高邊坡影響因素

1.1.1 自然因素

1)地質情況。構造運動較為活躍的區域邊坡穩定性相對較差,容易發生崩塌以及滑坡等問題。區域節理裂隙以及巖層產狀對于邊坡的破壞具有控制作用,某些巖面和斷層節理是破壞面的主要組成部分,這會嚴重影響到邊坡穩定性,所以需要了解地質構造相應特性。

2)地形地貌情況。邊坡受到破壞情況和內部應力具體分布情況具有直接關系,而應力分布常常會受到地形地貌的影響。邊坡破壞與其形狀以及坡度有著緊密聯系,若是邊坡具有比較大的高度并且相對陡峭,坡體軟弱面就會處于臨空狀態,上層巖土體穩定性較差,容易引發坡體的破壞。

3)地層巖性。除了上述因素外,地層巖性也會對邊坡破壞產生相應影響,不同時期、不同成因的地層具有不同性質(物理化學性質、物理力學性質、水理性質等),都會對邊坡破壞造成影響。總的來說,地層巖性能夠對邊坡坡體形成以及穩定性具有控制作用,對于破壞形式具有非常明顯的區域差異性。

4)地下水以及降雨。地下水情況會在很大程度上影響邊坡穩定性,其中地面徑流以及降水是最為關鍵的因素。通過地下水的不斷作用可以在土體裂縫中產生動水壓力以及靜水壓力,直接降低土體摩力,從而產生較大下滑力。同時,通過地下水的作用能夠使土體結構發生軟化,從而造成土體強度的下降；降雨的持續積累會對地下水造成補給,從而降低土體的強度以及孔隙水壓力。在降雨相對集中的區域具有嚴重的沖刷問題,會造成土體強度下降而引發破壞。

1.1.2 人為因素

在高邊坡設計時若是對相應因素考慮不夠全面,就非常容易引發坡度的不合理,導致邊坡防護以及加固很難發揮作用,造成邊坡的破壞。另外,如果沒有遵照設計標準規范進行施工，也會對邊坡防護造成影響。

1.2 公路路基高邊坡防護措施

1)加強所在區域地質資料的收集。在進行公路路基施工設計中最基礎、最重要的工作內容之一就是對所在區域實施常規性的布孔勘測。特別是對于巖層相對復雜且黏土覆蓋層變化較大的區域來說,為了確保勘測的準確性,更是要在挖方區域加大布孔的密度,確保能夠獲取不同地質巖層的資料,保證地質資料的全面性以及精準度。在公路路基高邊坡防護設計時要充分考慮地質構造情況、邊坡所處位置、巖土性質等。同時要針對不同邊坡實施分段設計,按照具體情況選定針對性防護形式(漿砌片石護坡、干砌片石護坡、水泥砂漿抹面護坡等),從而得到較為充足的設計依據,保證設計的有效性。

2)噴射混凝土技術防護設計措施。總的來說可以將噴射混凝土技術分為錨噴技術以及素噴技術兩種類型,素噴技術主要應用于表層相對松散的風化巖面,能夠對坡面相對松散的顆粒實施穩固,能夠有效確保行人以及行車的安全性。需要注意的是,對于容易發生失穩或者可能發生滑坡以及塌方等邊坡破壞較為嚴重的情況來說,還需要采取其他相應措施來控制邊坡的變形以及強度。

而對于容易發生滑坡或者存在較多碎石土以及巖石土的山體結構來說,可以通過錨噴技術預防早期滑坡。可以通過錨桿對山體滑動實施約束,通過錨桿能夠對滑動體固定到山體之上,可以在滑動體表面錨頭上掛設鋼筋網之后進行混凝土噴射。錨噴技術主要應用于滑動層不是較厚,滑動區域面積較始終的區域。利用錨噴技術能夠在滑動體表面形成鋼筋混凝土的板體結構,同時能夠對松散巖石實施固定,能夠加強滑坡的治理。

3)預制塊鋪砌防護設計措施。若是地質條件較好,可以采取不同類型邊坡防護的情況下,可以采用所在區域較為常用的建筑材料作為防護材料,在應用以及運輸方面有效降低工程成本。從現階段來看,預制塊鋪砌防護是公路路基建設中應用較多的防護方式,此防護方式的施工相對便利,并且預制塊的規格相對標準、規范,具有比較整齊的外觀,但是預制塊鋪砌防護的造價相對較高,一定程度上限制其應用。

2 公路路基邊坡防護設計應用

2.1 案例概況

某公路路基邊坡總體長度為140 m,該公路山體邊坡的坡度范圍為30°～50°。對于該公路巖土工程進行勘測分析可知,此公路所在區域地形地貌較為復雜,但主要表現為丘陵、平原以及山嶺重丘區等。公路所在區域地形較為穩定,并沒有發生滑坡、崩塌、巖溶以及采空等地質問題,各個自然邊坡的穩定性相對較好。但在進行路基邊坡開挖時若不采取必要的防護措施就非常容易造成邊坡發生失穩的問題,嚴重情況下會發生坍塌情況以及大規模的滑坡問題。所以一定要進行有效的邊坡防護設計,防止發生路基邊坡滑坡或者崩塌等問題。

2.2 地質情況以及邊坡穩定性分析

2.2.1 地質情況

1)巖土層特性分析。從地質勘測情況可知,案例公路所在區域邊坡覆蓋層主要為黏性土,所建設公路區域以及沖溝區域覆蓋層具有第四系填土以及沖積土,下伏基巖是寒武系黃洞口組砂巖。邊坡最主要的是強風化砂巖,按照不同的力學特性可以將其分為兩個亞層,屬于比較容易破碎的巖層,巖體的基本質量等級為V級。

2)邊坡巖土層物理參數設定。通過地質勘察能夠獲取邊坡巖土層物理參數,具體如表1所示。

表1 巖土層物理參數

2.2.2 邊坡穩定性分析

1)K5+640～K5+780段邊坡情況。該區域邊坡下側為42 m高的平臺,邊坡高度在15 m左右,上部坡度接近1∶1,下部坡腳直高約5 m。此邊坡上部覆蓋的為素填土層(約1.5 m厚),上部為強風化砂巖層,邊坡巖土主要為強風化砂巖。坡面和巖層形成反向斜坡,具有較好的穩定性。但是在邊坡上的素填土存在著坍塌的風險,要對其進行有效處理。

2)2K5+640～K5+780段邊坡情況。此段公路涉及到山體區域,所以要開挖高度約6～11 m的臨空面,因此要實施必要的支擋。該區域邊坡主要覆蓋強風化砂巖2以及中風化砂巖層,一旦發生邊坡的變形破壞就會產生巖層狀的滑動,所以需要根據直線滑動法剩余下滑力設計支擋結構,同時可以通過圓弧形滑動法進行邊坡變形安全情況的計算。

2.3 邊坡防護設計

K5+640～K5+780段邊坡主要屬于巖質邊坡,最高的開挖深度達到了30 m,邊坡防護等級為一級。為了能夠確保路基開挖后邊坡的穩定性,需要采取相應措施實施邊坡的防護,可以采取如下措施。

1)K5+640～K5+780段左邊坡防護設計措施。根據地質情況以及邊坡區域特點,可以將該區段左側邊坡防護措施設計為通過樁板式擋墻實施支擋,樁板式擋墻的具體指標如表2所示。

表2 樁板式擋墻的具體指標

邊坡下側的強風化砂巖邊坡可以通過土釘墻結構進行支護。對于2～6號樁來說,因為樁的長度較長,樁下側的砂巖層相對較薄,可以在此位置外部設置漿砌片石擋墻實施支護。另外,可以在坡根部種植藤本類植物(例如牽牛花、爬山虎等),能夠更好地對坡面進行綠化。同時,此處可以通過原有下級平臺排水系統進行排水,能夠有效節約投資成本。

2)K5+640～K5+780段右邊坡防護設計措施。為了能夠避免邊坡開挖過程對山體造成的破壞,可以在此區域邊坡下側設置矩形抗滑樁實施支擋。根據該區段具體情況可以將此抗滑樁設置為1.25 m×1.8 m,樁距控制在3.5 m,樁頂到地面的距離約7 m左右。對于樁頂來說,可以按照1∶1的比例進行削坡且通過錨桿格構梁實施加固。由于削坡之后坡面屬于強風化砂巖層,因此，可以通過六棱磚植草實施坡面的綠化以及防護。另外,為了確保此處邊坡的有效排水,要在邊坡上部設置截水溝,利用急流槽接到道路進行排水。

3 結束語

本文主要闡述公路路基高邊坡防護設計措施,同時以具體案例分析了公路路基邊坡防護設計應用。通過本文的介紹能夠對高邊坡防護設計提供一定參考和幫助。

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