黃小湖

(廣西壯族自治區(qū)百色公路管理局，廣西 百色 533000)

0 引言

在公路工程中，若路基邊坡失穩(wěn)，將可能會(huì)導(dǎo)致滑坡、崩塌、坍塌、錯(cuò)落、斷裂、沖刷等邊坡破壞情況，而無(wú)論是哪種邊坡破壞形式，都將嚴(yán)重影響公路的正常使用。因而在公路工程的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，路基邊坡的穩(wěn)定性分析是一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容，其決定了路基邊坡的施工方案，是保證公路施工質(zhì)量的重要措施。尤其是在高速公路、山區(qū)公路的修建中，影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素有很多，任何一點(diǎn)考慮不周，都可能會(huì)給公路質(zhì)量和公路行車(chē)安全帶來(lái)極大影響。因此，必須要做好公路路基邊坡的失穩(wěn)分析，并加強(qiáng)預(yù)防措施，采取有效治理措施，保證路基邊坡的穩(wěn)定性。

1 公路路基邊坡失穩(wěn)的定性分析

由于公路路基邊坡所在的環(huán)境及承受的壓力情況較為復(fù)雜，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，因而造成邊坡失穩(wěn)的因素也很復(fù)雜，一般對(duì)邊坡失穩(wěn)的分析方法多采用定性分析和定量分析兩種方式。本文在此著重對(duì)邊坡失穩(wěn)進(jìn)行定性分析，即通過(guò)分析影響公路路基邊坡穩(wěn)定性的因素，預(yù)測(cè)其對(duì)邊坡失穩(wěn)造成的影響，并對(duì)邊坡的變形破壞趨勢(shì)給予定性說(shuō)明和分析。具體來(lái)講，影響公路路基邊坡穩(wěn)定性的因素主要分為以下兩大類(lèi)：

1.1 地質(zhì)因素

一般地質(zhì)環(huán)境差的公路路段，發(fā)生路基邊坡失穩(wěn)的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地質(zhì)環(huán)境良好的公路路段?？梢哉f(shuō)，地質(zhì)因素是造成公路路基邊坡失穩(wěn)的主要因素，主要包括三方面因素：

1.1.1 邊坡巖土的性質(zhì)

(1)公路路基的邊坡巖土若為軟土，其抗壓、抗剪強(qiáng)度都弱，具有很大的流變性，容易造成邊坡失穩(wěn)。

(2)若邊坡巖土為砂或砂性土，則其透水性會(huì)十分好，土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，極易發(fā)生液化散開(kāi)，也會(huì)引起邊坡失穩(wěn)。

(3)若邊坡巖土為黏性土，則在干旱季節(jié)土層結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)楦稍锒沟灭ね磷兊檬謭?jiān)硬，繼而開(kāi)裂造成邊坡失穩(wěn)；而在多雨季節(jié)，黏土又因吸水而膨脹，甚至分解，也會(huì)引發(fā)邊坡失穩(wěn)。

1.1.2 邊坡的坡度及形態(tài)

對(duì)于公路路基邊坡而言，其坡度和形態(tài)也對(duì)其穩(wěn)定性造成影響。一般邊坡的坡度越緩，坡高越小，發(fā)生失穩(wěn)的可能性就越低，反之則發(fā)生失穩(wěn)的可能性就越高。另外，若邊坡呈凹型，則與凸形相比可以達(dá)到更穩(wěn)固的效果，且邊坡的等線曲率半徑越小，穩(wěn)定效果越佳。

1.1.3 水文條件

邊坡的水文條件好壞也會(huì)對(duì)其穩(wěn)定性造成一定影響，如地下水位較高，再加上當(dāng)?shù)亟涤炅看螅瑒t會(huì)使邊坡的土體軟化，從而影響坡體內(nèi)部的力學(xué)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)，引發(fā)滑坡等邊坡破壞，造成邊坡失穩(wěn)。

1.2 非地質(zhì)因素

除了地質(zhì)因素對(duì)公路邊坡穩(wěn)定性造成影響外，還有一些非地質(zhì)因素也會(huì)影響邊坡穩(wěn)定。

1.2.1 人為因素

公路作為人類(lèi)活動(dòng)的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施，具有線長(zhǎng)面廣的特點(diǎn)，并且由于臨近公路交通方便，很多社會(huì)活動(dòng)和建筑工程都會(huì)在公路附近開(kāi)展，這些活動(dòng)和建設(shè)處理不當(dāng)就可能會(huì)引發(fā)公路路基邊坡失穩(wěn)，如在邊坡附近進(jìn)行深度開(kāi)挖；無(wú)防護(hù)、無(wú)定向的爆破；隨意削減邊坡的坡腳、未做加固就在坡頂建設(shè)建筑物或給予大量加載等。這些活動(dòng)都會(huì)使邊坡的側(cè)壓力大大增加，破壞邊坡內(nèi)部力學(xué)結(jié)構(gòu)，降低邊坡的承重能力和抗滑能力，從而嚴(yán)重影響到邊坡的穩(wěn)定性。

1.2.2 風(fēng)雨作用

由于公路多處在自然環(huán)境中，不可避免會(huì)受到風(fēng)吹雨淋，而長(zhǎng)期的風(fēng)化和降雨都對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性造成影響。以風(fēng)化作用來(lái)講，風(fēng)化作用會(huì)促使巖土變得更加干燥松散、土體裂隙增多，大大降低邊坡的整體穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度，長(zhǎng)期下來(lái)甚至?xí)淖冞吰碌男螤詈推露?。若再加上降雨作用，?huì)使更多的地表水沿著擴(kuò)大的縫隙滲入地下，影響地下水情況，給邊坡失穩(wěn)造成便利的條件。而長(zhǎng)期的降雨還將會(huì)促使邊坡的巖土含水量大大增加，軟化邊坡組成材料，促使部分巖土的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，極大影響邊坡的穩(wěn)定性。

1.2.3 施工方法

公路路基邊坡的施工方法是否合理也決定了其穩(wěn)定性的高低，目前在大多數(shù)公路施工中，尤其是高速公路施工中都需要設(shè)置路基邊坡。若天然形成邊坡則因地制宜，充分利用地形條件進(jìn)行邊坡施工，若無(wú)天然邊坡則需要進(jìn)行人造邊坡施工。無(wú)論是哪種邊坡，都需要充分考慮到邊坡的穩(wěn)定性，有些施工單位沒(méi)有做好地形勘查和地質(zhì)勘測(cè)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不科學(xué)，施工方案可行性差。如坡度的高度和底部寬度設(shè)計(jì)不合理，開(kāi)挖回填工作不到位，未合理地進(jìn)行加固支護(hù)，都會(huì)造成路基邊坡失穩(wěn)的隱患。

2 公路路基邊坡失穩(wěn)的主要防治措施

針對(duì)上述造成公路路基邊坡失穩(wěn)的因素，必須要在公路工程建設(shè)中做好充分調(diào)研工作，加強(qiáng)邊坡防護(hù)加固處理，有效避免邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，保證公路路基穩(wěn)固安全。目前我國(guó)常用的公路邊坡失穩(wěn)防治措施主要有坡面防護(hù)措施、坡體防護(hù)措施及坡體加固與坡面防護(hù)相結(jié)合等幾種主要防治方法，每種主要防護(hù)方法又分為不同的防護(hù)措施，具體如圖1所示。

圖1中的防護(hù)加固措施在使用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程實(shí)際情況和當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件，選擇最佳的組合方式，必要時(shí)可以進(jìn)行靈活變動(dòng)，以提高邊坡的穩(wěn)定性。

圖1 公路邊坡失穩(wěn)防治措施示意圖

3 案例分析

當(dāng)前，挖臺(tái)階法因?yàn)槌杀据^低、易操作、防護(hù)效果良好等優(yōu)勢(shì)不斷被應(yīng)用在公路邊坡防護(hù)中。本文結(jié)合某段高速公路的路基邊坡施工，詳細(xì)探討挖臺(tái)階法在邊坡防治加固中的應(yīng)用。

3.1 工程概況

某段高速公路的路基經(jīng)過(guò)兩個(gè)山坡的坡腳，在兩個(gè)山坡之間是一個(gè)U形山溝，坡度較陡。山坡表層巖土露出地面，巖石之間夾雜著褐黃色硬朔黏土，局部為松軟狀態(tài)種植土；下伏強(qiáng)風(fēng)化薄-中厚層泥質(zhì)灰?guī)r，巖體較完整，為硬質(zhì)巖。在U形溝底處有一涵洞，涵洞所在位置地勢(shì)平坦，表層為黏土，地表長(zhǎng)有植被，是良好的種植土，下層為巖石。沿線地下水主要是松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖類(lèi)裂隙溶洞水。局部巖溶水較發(fā)育，地表水系發(fā)育，多水田和旱地。當(dāng)?shù)貫榈卣鸹玖叶娶龆葏^(qū)，且地處亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛。本段公路工程采取半填半挖的路基施工方式。

3.2 路基邊坡失穩(wěn)分析及防治方案

在對(duì)本路段的地質(zhì)水文條件進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)本路段的自然邊坡的巖土地質(zhì)條件還屬于較為良好的情況，但坡度較陡，且當(dāng)?shù)亟涤炅控S富。綜合分析后，可以確定自然邊坡并不能完全滿足本工程路基邊坡的力學(xué)需求，安全系數(shù)較低，若不采取有效的防治加固措施，極易引發(fā)邊坡失穩(wěn)。結(jié)合本路段的實(shí)際情況，可以通過(guò)減緩邊坡坡度的方式來(lái)增強(qiáng)其穩(wěn)固性，論證后確定了兩種防治方案：(1)直接削坡填方法，(2)挖臺(tái)階法。前者施工操作較為簡(jiǎn)單方便，但經(jīng)濟(jì)性不高，需要重新占較大的面積來(lái)拓寬坡腳，且需要大量的填土。相比之下，在本路段的地形條件下，采取挖臺(tái)階法更為經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 具體施工

挖臺(tái)階法的作用主要是通過(guò)挖填來(lái)平衡坡體穩(wěn)定性，其關(guān)鍵技術(shù)在于保證挖成后臺(tái)階各段局部坡面的穩(wěn)定性，可以說(shuō)是坡面防護(hù)和坡體加固兩種措施的結(jié)合應(yīng)用。在這種防治加固中，要求減少頂部的重量而增大底部的重量，從而避免產(chǎn)生滑坡，為了保證坡腳的穩(wěn)定性，還要求回填優(yōu)質(zhì)土方，設(shè)置排水墊層。挖臺(tái)階法的施工如圖2所示。

圖2 挖臺(tái)階法處理半填半挖路基示意圖

坡體加固的施工工藝流程如下：清除斜坡表面雜物→沿斜坡縱向開(kāi)挖臺(tái)階→壓實(shí)→邊坡碼砌→填料→找平、壓實(shí)→下層施工。其中應(yīng)當(dāng)注意，臺(tái)階應(yīng)該做成2%～4%的反向橫坡，且高和寬均≥2 m。頂部與底部的坡率應(yīng)當(dāng)逐級(jí)設(shè)計(jì)。

在坡體防護(hù)施工完成后，還要對(duì)坡面進(jìn)行保護(hù)，可以采取用噴錨、漿砌片石等工程防護(hù)措施將邊坡做為永久性邊坡，也可以結(jié)合實(shí)際條件，采用植物防護(hù)

措施，以達(dá)到美化效果和環(huán)境保護(hù)的目的，同時(shí)可以避免因?yàn)樗亮魇У葐?wèn)題再次影響邊坡穩(wěn)定性。

3.4 防治效果及思考

經(jīng)過(guò)采取上述挖臺(tái)階法對(duì)邊坡進(jìn)行加固，極大地提升了路基邊坡的穩(wěn)定性，安全系數(shù)有所提高，達(dá)到高速公路設(shè)計(jì)要求水平，取得了很好的防治效果。

結(jié)合本工程的邊坡失穩(wěn)防治經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)坡度較陡的地基邊坡進(jìn)行穩(wěn)定加固時(shí)，對(duì)于不同的坡高，可以設(shè)計(jì)不同的坡率進(jìn)行放坡，這樣既可以滿足技術(shù)要求，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在邊坡防治加固工程中還需要注意以下幾點(diǎn)：(1)邊坡整體高度的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w的地質(zhì)條件來(lái)合理確定，尤其要考慮巖土變化情況，科學(xué)設(shè)計(jì)坡度值；(2)為了保證填土和原本的斜坡坡面能夠緊緊結(jié)合在一起，要求在分層填筑之前，就先將原有的坡面削成具有一定內(nèi)傾斜坡度的臺(tái)階，以方便后期的填土壓實(shí)；(3)邊坡應(yīng)當(dāng)做好水系的因勢(shì)利導(dǎo)，結(jié)合地形設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，設(shè)置一定的截水溝、盲溝排水和地下排水廊道，做好地下水?dāng)r截措施，以免地表水和地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定造成影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路工程的建設(shè)過(guò)程中，必須要嚴(yán)格控制路基邊坡的穩(wěn)定性，做好邊坡失穩(wěn)分析，在設(shè)計(jì)施工前做好地質(zhì)勘探工作，合理設(shè)計(jì)路基邊坡施工方案，加強(qiáng)邊坡失穩(wěn)的防治工作，從坡面、坡體兩方面入手，保證路基邊坡的穩(wěn)定性，增強(qiáng)公路使用安全性。當(dāng)然，在實(shí)際的工程中，還應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，靈活多樣地應(yīng)用邊坡加固措施，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益最大化。

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