公路路基设计中边坡防护技术的应用

公路路基设计中边坡防护技术的应用

李笑盈

天津市赛英工程技术咨询有限公司

天津市300000

摘要：边坡防护是我国公路工程的重要组成部分之一，边坡防护不仅可以维持路基稳定，还可以美化当地生态环境。因路基边坡自身结构特殊且复杂，加之一系列外界因素的影响，边坡可能发生破坏，对公路的行车安全造成威胁。因此，有必要在明确公路路基边坡破坏主要形式的基础上，根据工程实际情况，并结合具体的施工条件，采取合理有效的边坡防护措施。

关键词：路基设计；边坡防护；应用

中图分类号：U416  文献标识码：A

引言

对于公路边坡而言，其稳定性主要受到两方面因素影响，即自然因素与人为因素。其中，自然因素有地形地貌、地质条件、气候条件、水文地质和地震等突发灾害；而人为因素有施工时采用的开挖方式及防护方法、养护与绿化。由于自然因素无法避免，所以如果人为防护不到位，将可能使边坡失稳导致破坏，给行车安全带来不利影响。为防止边坡失稳，在前期设计阶段需结合边坡的挖高、坡率以及岩土特性，通过理论分析与计算确定更适宜的防护方法，保证边坡稳定性，同时还要考虑到经济性与美观性。

1 边坡破坏形式

（1）松弛张裂：在边坡形成时因河谷处岩体遭到冲刷侵蚀或受到人工开挖扰动而导致边坡失去约束，使应力重分布，引起岩体向临空面发生回弹变形，表现为在边坡表面出现近似沿平行方向分布的裂缝。（2）蠕动变形：边坡岩体受重力作用不断向临空方向产生塑性变形，具体可分为两类，即为表面变形与深层变形。（3）崩塌：一般发生在高陡边坡，指边坡上的岩土突然崩落，大块岩石向下翻滚，在坡脚处集中堆积。若坚硬岩体产生这种破坏，则还可将其称作岩崩，而当土体产生这种破坏时，大多称作土崩。（4）滑坡：边坡岩土受重力作用而出现的向下滑动现象，是所有边坡破坏形式当中最为常见、分布范围最广泛且危害也最大的破坏形式，不论在坚硬还是松软、陡倾还是缓倾边坡中都有可能发生。

2 影响边坡稳定的因素

第一，坡长。坡长即边坡形成后的距离，通常斜坡长度长，产生的排水量也大。如果高速公路的长度在较大范围内为路基，则对其侵蚀的泥沙量将显著增加，产生更多的能耗，导致实际上升水流量大幅减少，坡道的正压力将显著增加，流水量也随之减少，所以坡度的不同长度也会直接影响到路基实际坡度的稳定性。第二， 坡度。坡度指地面的倾斜度，通常和流量的冲洗能力与地表破裂密切相关，公路路坡的稳定性与流量的冲刷能力密切关系。首先根据公路现状的流量侵蚀大小，公路路坡会受到当地天气降雨的影响，其发生的径流对边坡有不同程度的破坏。第三，土质硬度。土质硬度是泥土性质的体现，包括土壤颗粒大小、土壤空隙度及土壤构造和土壤中含水等多个要素，高边坡的稳固程度随土质硬度不同而变化。

3 路基设计中边坡防护技术的应用

3.1 植物防护

植物防护不仅可以稳定边坡，防止边坡塌陷，而且可以保护周边生态环境。植物防护施工过程中应注意边坡土质，正确选择合适的植物类型进行边坡施工。（1）传统植物防护。公路工程施工中，可对公路沿线较低边坡进行传统植物防护，具体施工方式为铺草皮、植树以及播撒草苗等。铺草皮防护可以快速绿化边坡，适用于土质松软边坡，在坡面铺草皮要求坡面水流量不大于0.7m/s，边坡坡率不大于1∶1，草皮厚度大于50mm。传统植物防护成本较低且施工简单，但存在植物存活率不高而导致边坡水土流失的问题。（2）喷播种草防护。对公路沿线砂性土、黏性土等土质不良边坡，边坡坡率大于1∶1，可进行喷播种草防护，目前常使用客土喷播。首先考察边坡土质情况，测定土壤pH值，再选择合适的草苗，接着在边坡上安装铁丝网，不仅可以加固边坡，还可以保证喷播种草均匀，最后在铁丝网内喷播带草苗混合料，能够绿化边坡，防止因外界因素导致边坡冲沟等病害。

3.2 工程防护

一般来说，斜坡的防护采用加固方法，为避免斜坡发生失稳现象故而防护中主要进行的支撑加固方法如下。（1）选择土钉墙时，利用自身的承受力坡面可以得到很好的加固，其工艺较简单。（2）锚主要由锚、结构和绿化组成。混凝土制作而成的框架梁相比其他形式更具优势，促进绿化便是其特点体现，复杂程度相对较高。（3）当斜坡被支撑时，不稳定斜坡主要由支撑物支撑，广泛使用的支撑方法包括挡土墙及防滑桩等。挡土墙结构设计简单，施工技术简便，成本低廉，但也有缺点，即由于在材料提取过程中进行大量挖掘，坡度稳定将受到影响。（4）当遇到坡度陡峭且土壤坡度稳定的情况时，可选择减小坡度来解决边坡失稳的问题。在边坡防护中，主要有挡土墙、骨架边坡防护等方法，挡土墙由砂浆和石材组成。尤其是在高黄土边坡的保护时，实际施工的就地取材便于施工。同时，该技术历史悠久且实用性强，虽外观缺乏美感，但符合当前绿色环境的要求。

3.3 挂网喷射混凝土

根据设计要求，对局部路堤实施放坡处理，并在坡面通过绿化种植达到防护与美观效果，边坡防护措施为锚杆挂网喷射植生混凝土。将铁丝网挂设好，并完成坡面整治及泄水孔等设施的安装后，开始混凝土原材料配备与搅拌，之后方可进行喷射施工，借助混凝土喷射机完成。分基层与面层进行喷射，喷射厚度共10cm。其中，基层的厚度在7～8cm之间，而面层的厚度在2～3cm之间。喷射面层时，需加入草种，使喷射管与边坡表面垂直并保持1m左右的距离。每次喷射的单面宽度为4～6cm，高3～5m。采用12m3以上的空压机持续送风，整个喷射方法为干式喷浆法。喷射应分段分区实施，按照从上到下的顺序进行，先对基层进行喷射，然后再喷射面层。采用喷射机进行作业时，应严格执行各项操作规程，持续为喷射机提供混凝土，确保喷射机的风压始终保持稳定，喷射结束与因故中途停止喷射时，都要对喷射机及输料管中残留的混凝土进行冲洗，以免混凝土硬化造成堵塞，影响下一次喷射使用。

3.4 防护设计与优化

其具体内容为：为避免边坡表面产生破碎与掉块，对第一级和第二级稳定性尚好的边坡，采用窗孔式护面墙进行防护，这样能在保证防护效果的同时，减少圬工量；对第三级岩质边坡，考虑到风化程度不均，决定按照中浅层的等级采用锚杆框架梁与植草防护相结合的方法进行防护；对于第四级边坡，因其处在土石分界处，采用锚杆框架梁与植草防护相结合的方法进行防护；对其他各级边坡，因饱水状态工况条件下的安全稳定系数相对较低，加之边坡所在地区平均降水量较大，所以通过设置拱形骨架与植草方式。

4 结束语

边坡作为公路路基的重要组成部分，对保证路基稳定性有重要作用，但由于受到诸多外界因素的综合作用与影响，路基边坡可能产生破坏，常见的路基破坏形式包括松弛张裂、蠕动变形、崩塌和滑坡。对此，在实际工程中应根据路基边坡具体情况采取有效的措施加以防护。

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