浅谈道路边坡防护加固技术

浅谈道路边坡防护加固技术

胡劲荣

东莞市凤岗镇工程建设中心

摘要：随着社会经济的发展与进步，我国道路通车里程越来越长，道路中高填方与高挖方边坡经常出现，边坡防护加固工作在保证路基稳定、通车安全中越来越重要。因此，重视道路路边坡防护加固的各项技术具有重要的意义。搞好道路建设和环境保护，确保道路边坡稳定、安全，先要深入了解道路边坡失稳、滑坡的具体影响因素，正确地评价道路边坡稳定性，灵活采用不同道路边坡防护加固措施，加强道路边坡防护加固设计和施工管理。

关键词：道路边坡；防护加固技术；滑坡；稳定性；

一条道路的施工，不可避免的会出现填方区或者挖方区，有些道路在设计或施工中，也会穿越或者绕避滑坡地段。如对边坡防护加固不当，将会使对应边坡出现失稳、滑坡，不仅影响道路行车，而且给周围人民群众带来极大的安全隐患。在当前公路不良地质现象分类中，按滑坡组成物质分类，滑坡可以分为粘性土滑坡、黄土滑坡、碎（砾）石土滑坡、岩石滑坡。按滑体规模可以分为小型滑坡（滑坡体积小于10000m3，滑面最大深度小于5m，滑坡分布面积小于2500m2）、中型滑坡（滑坡体积小于10000m3-100000m3，滑面最大深度在5m-20m，滑坡分布面积在2500m2-8000m2）、大型滑坡（滑坡体积大于100000m3，滑面最大深度大于20m，滑坡分布面积大于8000m2）。我们现在研究分析的边坡，主要是针对土质类边坡和有潜在滑坡风险的中小型边坡进行分析，以便能起到抛砖引玉的效果。

一、影响道路边坡稳定性的主要因素

影响边坡工程稳定性因素有很多，如：组成边坡的岩土体类型及性质、地下水与地表水的影响、边坡形态、边坡地质构造等；外部因素包括：振动作用、气候条件、风化作用、坡体植被、人类工程活动等，下面就其影响道路边坡稳定性的三项主要因素进行分析。

1.岩土类型与性质因素

道路边坡所面临的岩土类型与岩土的性质是决定边坡工程地质特征的基本因素，也是研究边坡稳定性的重要判断依据，因此，确定道路边坡所处的岩土类型、岩土性质对边坡防护、稳定至关重要。如：在具有较大吸水膨胀、失水收缩的高液限黏土、膨胀土区域修建道路边坡；或在粉土含量>60%以上，含有大量碳酸盐、硫酸盐，天然空隙比在1.0左右的湿陷性黄土区域修建道路边坡；或者含砂量较大、内粘聚力较小的砂性土区域修建道路边坡等，以上种种都是本身岩土类型较差，岩土性质不利于道路边坡稳定的区域。为了保证边坡的稳定，在调查岩土类型与性质的工程地质勘探阶段，应将地层的岩土类型，通过岩土实验进行充分确定与认证 ，包括各个地层中岩土的：相对密度、天然密度、天然含水量、颗粒分析、液限与塑限、内摩擦角、粘聚力等。对于破碎体，碎石土等以及无法取得原状样测定内摩擦角、粘聚力的土体，可采用反算法求得。对于不同边坡状态土体的样品，其抗剪强度应测定受力条件相似的数据（如重复剪切并求出残余剪切强度等）。

同时，在实际道路路工程建设中，由于开挖山体等，使得原为稳定的土体一侧出现临空面，引起应力释放，使得道路边坡面的地应力重新调整，引起道路边坡土体产生位移，使岩体沿层面发生错位，经实际测算与研究，急剧变形期达3个月之久，个别岩土孔隙率大、夹层较软弱的边坡月累计变形量达20mm。所以，了解岩土性质变得尤为重要。

总之，边坡区域内岩土的类型与岩土性质，是决定该边坡采用何种防护加固措施的基本因素与先决条件，岩土性质的参数对后期边坡的防护加固至关重要，应充分重视。 

2.水对边坡的影响因素

各类道路边坡的失稳，具体原因可能各不相同，但基本上都绕不开一个共同的话题：水的作用。地下水活动频繁是诱发道路滑坡的主要外因，无论采用何种防护加固边坡措施，都必须做好地下水与地表水的疏浚与排除工作。地层岩土性质是产生边坡失稳的物质基础，在水的渗入作业下，边坡土体变软弱，呈软塑状，力学指标急剧降低，尤其在易吸水不易排水的情况下，土体自身容重增加，将会沿着各种软弱结构层、面发生破坏，引起边坡失稳、坍塌。例如：在我国西南地区的横断山脉地段、金沙江地区的深切峡谷、边坡的崩塌体、滑动体极其发育，由于在大量水渗入的作用下，沿着软弱夹层或者潜在滑裂面，常出现超大型滑坡及滑坡群，滑坡、崩塌、泥石流等新老堆积物到处可见。

除了地下水对道路边坡带来失稳危险外，地表水的渗透也是对边坡失稳与破坏的诱因。地表水如不能及时的排除坡面潜在滑裂区域，将会渗透进入坡体，形成跟地下水类似的作用破坏土体。尤其是南方地区，年均降水量较大，大雨、暴雨、台风雨等灾害性天气带来的雨水，在短时降水量较大的情况下，汇聚于坡面、坡面平台、碎落台等位置，形成剧烈冲刷，对坡面形成大量冲沟、巨型沟壑等，也会给坡体带来潜在垮塌危险。尤其是地表水不能及时排除的情况下，汇聚于坡脚，软化坡脚土体，坡脚失去支撑，在土体自身重力作用下，坡面上积土体下滑。例如：在我国南方广东地区，在持续的暴雨下，本来稳定的道路边坡，由于雨水的渗透，剧烈的冲刷，很多坡面在尚未加固之前出现大量冲沟、沟壑，尤其是当土质边坡处在山谷线汇水出口时，一场暴雨过后，可以形成3×3m以上的冲沟。冲沟形成后，即不利于边坡的防护加固，也不利于防护后的美观。

总之，水的作用是对道路边坡失稳、引起滑坡的核心外在诱因，应充分重视坡体区域内地表水与地下水的疏浚与排除工作。

3.边坡形态因素

在道路工程中，常见形成的边坡类型为路基填方边坡与挖方边坡。在现行公路路基设计规范中，对各类岩土类型的边坡以及路堤边坡、路堑边坡的形态都有规范的设计要求。但现实施工中，由于经济、环保、土方外运弃置等原因，往往实际施工中对边坡坡率、平台宽度等形态与设计或规范要求有一定的偏差。

对于路堤边坡，当地质条件良好，边坡高度不大于20m时，岩土类型为细粒土与粗粒土的边坡上部（H≤8m）坡率宜为1:1.5，下部（H≤12m）坡率宜为1:1.75；巨粒土的边坡上部（H≤8m）坡率宜为1:1.3，下部（H≤12m）坡率宜为1:1.5；总的原则是“上陡下缓”。对于边坡高度超过20m的路堤边坡宜采用阶梯形，边坡的稳定性应采用简化Bishop（毕晓普）法进行分析计算，并进行个别单独设计。

对于挖方路堑边坡，边坡的形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法，并结合自然稳定山坡和人工边坡的调查及力学分析综合确定。对于坡高不大于20m的路堑边坡，粘土、粉质粘土和塑性指数大于3的粉土，不宜陡于1:1；中密以上的中砂，粗砂、砾砂土质，坡率不宜陡于1:1.5。对于土质挖方边坡高度超过20m，岩质挖方边坡高度超过30米以及不良地质、特殊岩土的挖方边坡，应进行个别勘察设计。      

二、道路边坡防护加固措施与实施要点

    道路边坡防护工程是防治路基病害、保证路基稳定性、改善环境景观、保护生态平衡的重要设施。根据第一部分的内容分析，我们能够从中认识到，道路边坡防护与加固处理工作开展的必要性，因此在接下来的环节中，就应当注重有关实施的措施与要点，希望为有关道路工程建设工作者提供相应的参考，具体的实施措施与要点主要集中在以下几个方面：

1.生物防护

在我们修建道路的过程中，经常需要开采和挖掘、或填方，来调整道路边坡的坡度，在这个过程中，势必会影响道路两边的环境，露出裸露的土地或者岩层，在下雨天会出现滑坡和泥石流等状况，为了避免这种状况或者减小这种状况给我们交通通行带来的影响，我们可以采取必要的生物防护进行加固，我们可以在道路两边进行边坡防护的同时，对周边环境也进行绿化建设，种植树木、花草等，在坡度比较缓和的情况下，我们可以通过铺草皮、植草等措施来固土或者固砂，防止边坡冲刷失稳的同时，防止水土流失。

生物防护适用于边坡稳定，坡面受雨水冲刷轻微，且易于草木生长的路堤与路堑边坡。应选用根系发达、叶径低矮、多年生长且适宜于当地土壤和气候条件的草种、灌木等，植于40cm（无熟土时，表土厚度≥20cm）表土层 。种植灌木时应配合种草、铺草皮等配合使用，使坡面形成良好的防护层，种植灌木适用于土质边坡和膨胀土边坡，但对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用，种植灌木宜适用于坡率小于1:1.5的缓坡上。目前植草防护常用的方法有撒播法、喷播法和行播法，当前推广使用的两种新方法是湿式喷播技术和客土喷播技术。例如：在南方雨水充足地区，采用客土喷播大叶油草草籽、台湾草草籽、山毛豆籽均能取得不错的防护与绿化效果。

2.工程防护

道路边坡工程防护一般适用于较高的路堤与路堑边坡，在不采用工程防护与加固的情况下，边坡存在潜在的失稳、或影响道路路基稳定与使用的风险，此类道路边坡一般采用工程防护与加固。工程防护方法的确定，因在根据边坡区域工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法等综合计算分析的基础上做出，目前工程采用的工程防护与加固技术有很多，主要归类为：框格梁防护（可配合锚杆或预应力锚索使用）、挡土墙（有多种变形形式）、封面、护面墙、干砌或浆砌片石护坡、浆砌预制块、锚杆钢丝网喷浆、锚杆喷射混凝土护坡等，其中可以一种或多种组合使用，以达到防护加固的目的，下面就常用的几种边坡工程防护技术进行讨论。

框格梁防护适用于土质或风化岩石边坡，框格梁防护可以采用混凝土、浆砌片（块）石、卵（砾）石等作为骨架，框格内宜采用植物防护或者其他辅助防护措施，该类防护加固技术目前在我国已广泛使用。在道路边坡有潜在滑坡危险，或者高挖方边坡时，框格梁防护配合锚杆或预应力锚索、挡土墙等使用，对边坡的加固有较强的加固效果，目前对于大型高挖方边坡，采用钢筋混凝土格构梁配合锚杆或预应力锚索分级进行边坡防护加固，已得到广泛使用，且营运期加固效果好，该种防护加固方式持续时间长，防护效果好，配合生物防护的情况下，能取得很好的环境协调效果。

挡土墙防护也是边坡防护与加固中的常用工程防护方法之一，尤其是重力式挡土墙的使用较为广泛，依靠圬工墙体自重抵抗墙后土体的侧向推力（土压力），以维持边坡土体的稳定。目前使用较多的重力式挡土墙材料为浆砌片石和混凝土或只局部配筋混凝土。在此基础上可以派生出钢筋混凝土挡土墙，墙身变异后又可派生出悬臂式钢筋混凝土挡土墙、扶臂式钢筋混凝土挡土墙等一系列墙型，也可配合锚杆、预应力锚索、拉筋等使用，都是边坡防护加固的重要措施之一。

工程防护中封面防护包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。抹面适用于易风化的软质岩类、岩石表面平整、尚无剥落的边坡；捶面适用于易受雨水冲刷的土质边坡或易风化的岩石边坡；喷浆和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石边坡。但此类边坡工程防护方法因考虑工程与环境的协调性，还需配合植物防护一起使用，使之与环境相得益彰。

  3.边坡排水

水的作用是引起道路边坡失稳、滑坡的主要外在诱因，因此，无论采用何种办法处理边坡，都必须做好地下水与地表水的处理工作。排除地表水与地下水的主要方法如下：

环形截水沟，对于边坡坡顶的地表水，应采用截水沟等措施进行处理，不让地表水渗入或流入边坡潜在滑动面内，必须在潜在滑动面外修筑1~2条环形截水沟。环形截水沟设置处，应在滑坡体可能发生的边界以外不少于5m的距离。若边坡汇水面积大，地表径流流量和流速均相应较大时，则应根据情况设置不止一条截水沟，截水沟间距以50-60m为宜，截水沟的断面尺寸，应根据沟间汇水面积计算确定。截水沟应采用浆砌片石或钢筋混凝土结构，防止地表水下渗。

树枝状排水沟，树枝状排水沟的主要作用是排除滑坡体坡面上的径流。在设置树枝状排水沟时，应结合地形条件，坡面形态，充分利用坡面的自然沟系，汇集或旁引坡面径流排出滑体外，若以自然沟渠作为排除地表水的渠道时，必须对其进行必要的整修、加固和铺砌，使水流畅通，不渗漏。同时坡面径流较为集中的位置，可以设计跌水槽、急流槽等圬工或混凝土结构，在跌水槽或急流槽下部设置沉砂池，减缓水流冲刷，并沉淀泥沙。 特别是坡脚下部的地表水，应及时排走，减少水对坡脚土体的浸蚀与软化。

地下水的排除，要在设计与施工前对当地水文地质情况进行详细调查了解，是否有堵塞泉眼等。地下水的排除方法较多，主要有支撑渗沟、边坡渗沟、暗沟、平孔等。渗沟适用于排除或疏干滑坡内的浅层地下水，必要时，可以与抗滑支挡结构结合设置。暗沟适用于排除滑坡体内外的封闭积水或地下出露泉水。平孔的设置位置和数量应视地下水分布情况和地质条件而定。

 4.边坡的监测

道路边坡监测能给边坡的位移、变形等提供早期预警。道路的滑坡体防治应进行滑坡监测和动态设计。滑坡防治监测包括施工安全监测、防治效果监测和运营期监测，应以安全监测和防治效果监测为主。在施工期间，监测结果应作为判断滑坡稳定状态、指导施工、反馈设计和防治效果的重要依据。监测点应布置在滑坡体稳定性差或工程扰动大的部位，力求形成完整的剖面，采用多种手段相互验证和补充。

防治效果监测应结合施工安全和营运期监测进行，防治效果监测时间应在整治工程完工且道路营运后不少于1年，施工期间监测数据采集时间宜为每天一次，营运期间监测数据采集时间间隔宜为7-15天，在外界扰动较大时，如暴雨期间，应加密观测次数。

应及时分析边坡监测资料，预测滑坡位移、变形的发展趋势和整治工程的效果，适时调整滑坡整治工程的设计和施工方案，保证工程施工安全和边坡稳定。

总之，道路边坡防护加固是个系统的工程，大部分边坡不会是单纯一种因素诱发边坡失稳或滑坡，也不能用单一的施工措施对某个失稳边坡就能整治到位。具体应根据所在区域的岩土类别、气候特点、水文地质情况以及当地的自然地形地貌等情况综合决定，正确分析边坡防护加固措施，合理选择施工方案，才能保证道路边坡防护加固完全到位。

结束语：

随着我国公路事业的发展，公路日益增多，路基边坡防护工作也越来越重，我们在对公路路基边坡进行防护时应根据地质条件、水文条件、气候条件、地形地貌等因素的不同采取不同的防护措施，同时也要注意对生态环境的保护，让公路与自然融为一体，在我们保证安全行车的同时，也能欣赏到沿途的美景。

参考文献：

[1]王旭伟，浅析公路路基边坡防护.职业技术2009.

[2]周苍华，唐建平.浅谈高等级公路边坡防护与加固技术措施[J].今日科苑，2009.

[3]李池英，浅谈高速公路路基边坡植物防护[A].河北林业科技，2009.