探究道路工程高邊坡設計的關鍵問題

摘要：隨著時代的發展，道路工程建設進入了全新的發展階段，道路工程中高邊坡設計是保障施工穩定性的關鍵，在這樣的階段下，積極提升道路工程的開展價值，促進整體道路工程的優化發展。在高邊坡設計過程中，需要根據工程實際情況，做好工程優化部署，這樣才能提升整體的工程價值，保障高邊坡設計穩定進行，提升整體工程的質量。

關鍵詞：道路工程建設;高邊坡工程;設計關鍵問題

引言

在地形地貌形式中，邊坡是其中的所廣泛存在的形態之一，在交通建設中常常會碰到較為復雜的地形地貌，隨著道路工程建設區域的擴展以及難度的增加，高邊坡地形因為容易出現變形破壞而對道路工程施工運營和施工造成安全隱患，從而為道路工程設計和建設帶來了一定的困難。在道路工程中，高邊坡的施工是有效避免雨水沖刷與崩塌滑坡的措施。合理的高邊坡設計與施工在道路工程中是非常重要的。如果道路工程高邊坡的設計出現問題，將會在一定程度上威脅人們的生命財產安全。因此，相關人員必須要重視道路工程高邊坡設計問題。

1、高邊坡內涵和影響因素的分析研究

1.1高邊坡內涵

在道路施工過程中，并非完全都是在平地上施工，在一些山區，在山中建設道路工程就需要關注邊坡。邊坡是指，在路基兩側做成的，一種具有保護作用，兼具生態作用，具有一定坡度的坡，邊坡的存在價值是保證路基的穩定性，用于巖性差、強度低、易風化的巖層或堅硬巖層但出現風化破碎情況、表面風化剝落的巖質地帶，是保障脆弱地帶巖土穩定性的關鍵。高邊坡的作用是防止雨水沖刷，起到固土護坡的作用，還能有效保持水土平衡，保持路基、邊坡穩定，這樣一來，高邊坡施工本質上是保障整體的施工開展的重要措施，具有很高的應用價值[1]。

1.2 影響高邊坡穩定性的因素

（1）機械設備的使用。在道路工程施工過程中，需要應用多種技術設備提升工程效率，而基于目前建設項目規模比較大的現實情況考量，建筑機械的大量使用能節省操作時間，這樣就會產生了使用的機械材料設備較多的情況。邊坡工程現場多為坡地、地質不穩定地帶，如果機械使用過多，堆放過程中容易增加土壤負荷，從而導致土壤的受力發生改變。其次，在施工中，因為施工振動、爆破等作業的震動過大的問題，也會對土體荷載及其受力產生較為嚴重的不良影響。

（2）巖土穩定性。高邊坡工程所處位置大都是山區，這樣也導致整體施工的地質條件存在較為特殊的問題，而一般的工地上也存在整體上巖土礫石較多的情況，影響了巖土的穩定性，正因為巖土之間縫隙較大，大間隙為地表徑流帶來了更多的儲存空間，如果是降雨較多的雨季，巖土中的水壓將大大提高，導致巖土的穩定性降低，從安全施工的角度來看，巖土穩定性不高會導致造成裂縫、滑坡等地質災害。

（3）邊坡本身的含水量較高。巖質高邊坡位于山區地帶，山中的泉水、河水等等讓巖土中含水量豐富，含水量較高也會對邊坡造成侵蝕，這樣一來，會導致地質條件發生變化，影響邊坡的穩定性。

2、道路工程高邊坡設計常見問題分析

2.1系數分析中的誤差

高邊坡設計有專門的計算方法和系數，在高邊坡設計過程中，需要根據現場實際情況分析相關系數，這樣才能對現場情況作出細致的判斷，然后，根據各系數進行整體的高邊坡設計，確保道路工程高邊坡設計是合理的，且有效的。但從目前道路工程高邊坡設計的調查研究來看，相關的系數制定大都有很長的年限，加上一些施工人員在前期高邊坡考察的時候不到位，就會導致其分析結果往往存在誤差，導致高邊坡設計方案與實際情況不一致，進而對后期工程施工的順利實施產生了影響[2]。

2.2加固設計方案選擇不當

在高邊坡設計階段，根據高邊坡的具體情況和設計要求進行合理設計，確保加固方案設計的適應性和高邊坡施工的順利實施。高邊坡支護工程有很多種施工辦法，不同的加固設計方案都有不同的施工流程。很多設計人言依然選用比較傳統的加固方式，這樣一來，盡管整體的工程方案比較穩妥，然而，高邊坡加固設計方案往往出現選擇不當、設計不合理等問題依然比較常見。在實際的工程過程中，一般都是基于現有的工程機械和工程技術水平，做好加固方案設計，但正因為沒有太多的方案變通，實際上工程設計對于建設的成本控制效能不高，如果按照既定的設計方案繼續進行施工，造成大量資源浪費是一方面，還會影響加固效果，整體上，方案選擇不正確，后續的高邊坡施工整體上都會受到影響，也不利于高邊坡工程施工的順利實施。

2.3較少考慮工程中的風險

在道路工程高邊坡設計中，需要從多方面統籌規劃，進行綜合設計。在實際的工程建設過程中，積極提高設計方案的質量，才能保證工程順利實施。而從目前道路工程高邊坡設計的實際情況分析，在設計階段普遍存在考慮的因素不全面的問題，導致設計方案質量低下。

3、高邊坡設計要點分析

3.1高邊坡的設計原則

道路工程施工主要是加固施工，在設計階段主要是在高邊坡破壞變形后進行合理施工，從一定的角度來看，高邊坡加固施工主要是基于變形和失效操作，在此基礎上，邊坡和邊坡體的有效保護設計主要遵循護坡加固的原則，由于道路施工中高邊坡不同，高邊坡變形或失效類型不同，因此應根據具體差異有效加固高邊坡，以最大限度地減少破壞。在設計階段嚴格遵循該原則，穩定整體施工建設效果。

3.2高邊坡設計要點

3.2.1動態設計

實際的工程建設中，由于主客觀條件多方面的影響，會令工程建設有各種制約，因此，在地基開挖前，有必要深入工程現場做好高邊坡施工的整體勘察，只有系統調查地質構造條件，才能確保工程規劃設計符合實際需要。鑒于此，應將地質構造調查納入施工過程，并將其作為前期準備階段的關鍵環節。隨著開挖工程的深入，應明確該區域地質構造條件的特點，然后對工程設計進行適當調整，一般情況下，需要進行動態的調整，提高施工信息控制水平[3]。

3.2.2預測性設計

由于本工程規模較大，電線分布較廣且分散，本期高邊坡無變形，因此整個工程設計中對邊坡可能變形程度及變形位置的預測主要集中在開挖后。只有獲得足夠的工程相關數據，做出準確的預測，才能保證工程建設的有序運行。

3.2.3風險設計

如果缺乏完整的地質構造資料，就會產生無法為工程規劃設計提供真實可靠參考的問題，從而使得設計人員的工作盲目。此外，因為道路施工中，不同地質構造條件復雜多變的問題，在一定程度上也讓勘察難度增加。通常情況下很多施工單位都不重視風險設計，而眾所周知，自然邊坡是在地質環境的長期變化中形成的，而人工邊坡是在短時間內人工和機械合成的，改變了邊坡的自然狀態和預應力結構條件，這樣一來兩者之間發生碰撞必然會產生各種風險。因此，在開挖技術后，不可避免地會出現土體松動和地基下沉等問題，導致工程效益不佳。

3.3 高邊坡設計過程中需要著重考慮的影響因素

3.3.1地下管線的敷設

道路設計的根本目標是便民，因此，應著重考慮該地區居民的生產和日常生活是否得到有效改善。在實際的道路施工過程中，應當考慮到地下各種管道和電力輸送管道的布置，因為地下管線的敷設，將不同程度地影響高邊坡路段的安全穩定。因此，在道路設計與施工過程中，應重視此項建設，結合高邊坡施工設計，加強整體設計工作的規范化。

3.3.2地質構造復雜

高邊坡地段大都是處于地形復雜多變的區域，整體上工程的穩定性較差，這樣一來，就極容易受到巖層不穩定等等所帶來的不利影響。隨著時間的推移，高邊坡段巖層結構的分布將出現錯位的現象，導致整體地基的穩定性得不到保障。因此應注意高邊坡斷層面的實際特征和物理應力條件，才能保障整體施工順利穩定進行。

3.3.3巖石靜水和地下水的作用

除了復雜的地形特征外，高邊坡路段也非常容易受到巖石靜水壓力作用的影響。高邊坡段巖石之間仍有水。隨著時間的推移，靜水產生的壓力將大大降低巖石表面的預應力。由于道路上部水壓增大，部分地基土因強水流的影響而流失，影響高邊坡路段的穩定性[5]。

4、道路工程高邊坡的穩定性分析

在路基邊坡中，開挖高邊坡破壞較多，易失穩破壞，病害種類較多。目前，基于預防與預防相結合原則的邊坡穩定性計算方法很多。目前工程上主要采用極限平衡法進行邊坡穩定性計算分析，及時修正開挖邊坡，進行觀測，隨時監測邊坡的穩定性，最大限度地減少事故的發生。極限平衡法基于沿破壞面砌塊的剪切阻力與沿破壞面砌塊的剪切力之比。計算塊體的穩定系數，假設一個破壞面，將破壞面內的土壤視為分離體，計算作用在分離體上的力系統達到靜態平衡時所需的巖土阻力或抗剪強度，與破壞面實際提供的巖石和土壤的阻力或剪切強度進行比較。在高邊坡施工中，做好天然邊坡穩定性的評價非常關鍵，一般的操作流程為，通過鉆孔巖心分析，邊坡開挖后，邊坡頂部的巖石結構，如邊坡粉質粘土層和全風化巖土，強度較低，開挖后風化和含水量增加，強度較低。邊坡開挖后，土質邊坡因強度不足會產生坍落變形或圓弧滑動變形。若邊坡中下部為中風化砂質泥巖，則邊坡節理裂隙發育，容易因坡腳應力不足而產生擠壓變形破壞[4]。

5、道路工程高邊坡設計優化探究

5.1設計系數的嚴格控制

上文已經提到了在道路工程的高邊坡設計中可能存在的負面影響因素，為了讓高邊坡設計不會受到這些因素的影響，那么就需要在設計工作中對設計參數進行嚴格把控，確保設計參數具備足夠的精確度和全面性，使得高邊坡設計的質量能夠得到充分的保障。首先在設計前應該調查相關的設計參數，例如相關的穩定性和安全性系數等等，在實際調查的過程中，應該由設計人員對施工現場進行勘察，并根據具體的情況來進行設計，從而提升設計的合理性，例如在設計中通過勘測來了解到滑動面的穩定程度，然后根據實際狀況來進行設計，從而提升設計合理性，這對于提升高邊坡設計質量有著重要的意義。其次，在進行高邊坡設計的過程中，應該從可行性、成效、造價、安全等方面來進行綜合考慮，在以安全為前提來盡可能的讓設計造價更加合理，通過高邊坡設計方案的合理選擇，確保方案得以有效實施。另外，在完成設計方案后要根據實際情況來對其進行審核和對比，除了要對方案的安全性和合理性進行分析之外，也要考慮到該方案是否具備足夠的可行性，要保證該方案的參考價值達到要求，這樣才能夠為后續的高邊坡施工打下良好的基礎。

5.2對設計原則進行明確

道路工程建設有利于社會經濟的發展，是社會發展進程中十分重要的基礎設施，要保證設計的合理和安全，需要在進行道路工程高邊坡設計時對其基本原則進行明確，這樣才能夠確保施工得到順利的開展。高邊坡設計中的重要內容是加固設計，根據高邊坡的變形和破壞問題來進行設計，在對高邊坡進行加固設計時，應該將其中的破壞變形模式作為重要依據，以此為前提條件來對邊坡進行防護設計，在這個過程中嚴格遵循防護加固這一基本原則。因為工程高邊坡所處位置存在一定的差異，使得高邊坡發生變形或者破壞的情況也有著一定的區別，所以需要結合實際情況來對高邊坡進行加固設計，將破壞降到最低。在設計階段要遵循可行性這一基本原則，避免對植被和樹木的破壞，這也是設計工作中需要重點考慮的問題。總的來說，在高邊坡設計中，應該對各項資源進行有效的整合，遵循穩定、節能、安全、可行這幾方面原則，確保高邊坡設計具備足夠的有效性。

5.3選擇合理的加固方式

在對高邊坡進行加固設計時，需要在了解工程實際情況的基礎上來選擇最為合理的加固方法，不但能夠加強設計方案質量，也能夠為工程順利實施奠定良好的基礎。例如在對高邊坡進行穩定加固時，要在設計中重視錨噴加固這一方案，通過對這一方案的應用，能夠顯著提升巖土體強度，讓邊坡的坡體和坡面能夠變為整體，從而提升整體的穩定性。如果在高邊坡中存在穩定性不足的問題，那么可在設計中應用預應力錨桿這一加固方案，利用鋼絞線和抗滑樁來對坡體力進行有效的分散，并將其轉移到抗滑樁下部，從而提升高邊坡穩定程度，為施工的順利開展奠定基礎。如果因為其他因素的影響而導致土質失穩，那么則可采用抗滑樁、水泥砂漿、錨噴加固等材料，并在方案中對材料的格局和布置進行明確，從而對高邊坡進行有效的加固，提升其穩定性。總而言之，在高邊坡設計工作中，應該考慮到具體的設計要求和標準以及具體的情況，從而提升設計的合理性和適應性，確保后期的施工能夠得到順利的開展。

6、結語

總而言之，隨著中國市場經濟的發展和人民生活水平的不斷提升，關于提高道路工程建設效能的相關研究不斷深入，在實際的工程建設過程中，道路施工需要關注高邊坡施工得以順利進展，切實保障山區道路施工的平穩有序進行，高邊坡施工的穩定性直接影響到整體工程的安全性和科學性，積極部署。

參考文獻

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[4]陳欽庭，程小栓.粵境某山區高速邊坡穩定性及動態設計淺析[J].低碳世界，2021，11（06）：223-224.

[5]呂軍. 臨近高邊坡深基坑樁錨支護結構設計與監測分析[D].西南科技大學，2021.

作者簡介：李碩，1981.09.27，男，漢族，四川仁壽，高級工程師，大學本科，中國電建成都勘測設計研究院有限公司，道路工程

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