公路工程邊坡穩(wěn)定性研究

李福榮

(新疆疆南路橋工程有限責(zé)任公司)

公路邊坡在受到地形以及外界環(huán)境的影響，公路工程容易出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)定的情況，此外還能引發(fā)次生災(zāi)害的發(fā)生，譬如邊坡侵蝕、坡面坍塌等，而這些災(zāi)害不僅中斷了公路的正常運(yùn)行，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，給人民群眾的生命安全也是一種潛在的威脅。本文主要分析總結(jié)公路邊坡穩(wěn)定性的影響因素，同時(shí)，結(jié)合某公路邊坡處治為例，針對不同的邊坡采取不同的防護(hù)措施，為公路邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)和研究提出一些思路。

1 邊坡穩(wěn)定性影響因素

邊坡成型了之后，都會受到自然環(huán)境和人為環(huán)境因素的影響，致使邊坡穩(wěn)定性下降，造成崩塌破壞。影響因素主要有以下幾大類。

1.1 地形

地形的呈現(xiàn)一般都是自然或人為改造出現(xiàn)的，地形的表現(xiàn)上主要有坡向、坡高、坡寬、坡度等，這些都會最終決定建成后的公路邊坡穩(wěn)定性，其中，坡度對于邊坡穩(wěn)定影響是最大的，如果坡度過大，植物生長不快，從而導(dǎo)致邊坡土壤和巖石力學(xué)平衡打破，邊坡就容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，最后還有可能引發(fā)更為嚴(yán)重的土壤侵蝕、山崩等災(zāi)害。總之，邊坡坡度越大，就越容易失穩(wěn)。

1.2 地質(zhì)的材料

邊坡是有不同材料組成的，材料的好壞，都會直接影響到邊坡的穩(wěn)定性。地質(zhì)材料需要考慮礦物的種類、成巖時(shí)間、組織、膠結(jié)狀況等，而外在的表現(xiàn)主要體現(xiàn)在巖性、土壤的種類、力學(xué)強(qiáng)度以及抗風(fēng)化的能力。

1.3 地質(zhì)的構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造對于邊坡穩(wěn)定性影響是很大的。如果在巖體中存在一些不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，就會使得巖體變成若干小塊的巖石碎塊，這樣巖石的強(qiáng)度自然就會下降，而且不連續(xù)結(jié)構(gòu)面會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面之間的相互滑移，邊坡穩(wěn)定性下降是肯定的。

1.4 降雨量

水是造成邊坡不穩(wěn)定的重要原因，邊坡材料中含水率過高，就會使得材料軟化，強(qiáng)度就會降低，邊坡自然也會不穩(wěn)定。研究表明，對自然邊坡影響最大就是暴雨，一旦發(fā)生就很容易造成邊坡的坍塌。因此，公路邊坡建設(shè)必須充分考慮雨水量對于邊坡的影響，采取科學(xué)有效的措施。

1.5 風(fēng)化與侵蝕作用

邊坡巖石受到風(fēng)化的影響，其強(qiáng)度會大大降低，護(hù)坡的能力也會隨之下降，隨著侵蝕量的不斷增加，整個(gè)巖石層都會被風(fēng)化與侵蝕。

1.6 人為因素的影響

人為因素也是造成公路邊坡穩(wěn)定的重要因素，例如山坡開發(fā)的不合理、加載方式不當(dāng)、坡腳開挖不當(dāng)?shù)榷紩斐蛇吰碌牟环€(wěn)定。

2 公路公路邊坡穩(wěn)定性實(shí)例分析

2.1 工程概況

某二級公路，公路所在地域?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，一年中雨量充沛，秋多綿雨，無霜期長，日照少，冬春有寒潮，春夏旱頻繁，兼有伏旱、暴雨、冰雹的氣候特征;年均降雨量1 170 cm，日照時(shí)數(shù)749 h左右，相對濕度82%左右。在該地區(qū)植物極為容易生長，有些邊坡植草在要求不高的情況下可以取消成為自然植草。

該公路的大部分路線是位于陡坡懸崖上面的，只有少量路段位于緩坡基座階地上。結(jié)合工程的實(shí)際情況，本文列舉該工程的幾大類邊坡，并進(jìn)行穩(wěn)定性分析，提出相應(yīng)的處理措施。

2.2 邊坡失穩(wěn)防護(hù)措施

(1)第一類邊坡

該類型邊坡位于江河邊的右岸，其基座階地上地形相對開闊平緩，邊坡高度0～23.6 m，坡比為1∶1，邊坡地質(zhì)為粉質(zhì)黏土:紫紅色、紫色，硬塑—可塑，含強(qiáng)風(fēng)化泥巖角礫、碎石。該邊坡為土質(zhì)邊坡，物質(zhì)成分均勻，坡比較緩，周圍有一定匯水面積，地表水豐富程度一般，未見明顯地下水，相對穩(wěn)定。因此該邊坡在坡頂5 m外設(shè)置截水溝，坡面采用植草防護(hù)，坡腳采用2 m高上擋護(hù)面墻防護(hù)。該類型邊坡特點(diǎn)為，均勻土質(zhì)邊坡，周圍地形相對平緩，地面、地下水不豐富，邊坡根據(jù)高度分級，每10 m一級并設(shè)置平臺排水溝，設(shè)置上擋護(hù)面墻相應(yīng)減小邊坡高度，植草防止坡面沖刷，并且根據(jù)匯水量大小來設(shè)置截水溝即可有效的防止邊坡失穩(wěn)。

(2)第二類邊坡

該類型邊坡特點(diǎn)，地形相對平緩，物質(zhì)成分均勻，泥巖:紫紅色、紫色，厚層狀，局部夾泥質(zhì)粉砂巖，中等風(fēng)化，巖體較完整，或巖層水平分布，地面、地下水不豐富，邊坡高度、坡比影響因素極小。該類邊坡穩(wěn)定性較好，邊坡根據(jù)高度分級，每10 m一級并設(shè)置平臺排水溝，設(shè)置上擋護(hù)面墻相應(yīng)減小邊坡高度，根據(jù)匯水量大小來設(shè)置截水溝，還可選擇在護(hù)面墻頂培土種植藤蔓植物即可有效的防止邊坡失穩(wěn)。

(3)第三類邊坡

該類型邊坡特點(diǎn)，地形較陡，粉質(zhì)黏土:紫紅色、紫色，可塑—軟塑，含強(qiáng)風(fēng)化泥巖角礫、碎石，且邊坡高度在10～30 m，地表水較豐富，地下水一般，且邊坡坡比較陡為1∶0.5～0.75，該類邊坡穩(wěn)定性一般，邊坡根據(jù)高度分級，每10 m一級并設(shè)置平臺排水溝，坡頂設(shè)置截水溝，局部根據(jù)地形設(shè)置排水溝，坡面一般采用漿砌拱形格或者現(xiàn)澆混凝土拱形，并在骨架內(nèi)植草以防止沖刷。

(4)第四類邊坡

該類型邊坡特點(diǎn)，周圍地形平緩，地質(zhì)復(fù)雜，物質(zhì)成分不均勻，碎石土、含碎石粉質(zhì)黏土等土層膠結(jié)較松散，斜坡開挖后易產(chǎn)生工后滑坡、邊坡易失穩(wěn)現(xiàn)象。對于小型的邊坡一般采用截水溝排水，緩坡減載，一般采用1∶1.5～1∶2，小型邊坡失穩(wěn)可采用抗滑擋墻支擋，坡面采用植草防護(hù)即可有效防治，對于大型的滑坡則需要對滑坡單獨(dú)進(jìn)行地質(zhì)勘查，找出滑動面，計(jì)算下滑力，用抗滑樁支擋，并根據(jù)情況設(shè)置錨索框格梁錨固邊坡，并且在框格內(nèi)植草防沖刷。

(5)第五類邊坡

該類型邊坡特點(diǎn)，周圍地形陡峭，地質(zhì)復(fù)雜，以厚層砂巖與泥巖互層，水平狀或緩傾角產(chǎn)出，泥巖多呈強(qiáng)風(fēng)化狀，砂巖中等風(fēng)化，巖層差異風(fēng)化容易形成懸崖危巖體，崩塌堆積比較發(fā)育，且泥巖節(jié)理極為發(fā)育，邊坡極易失穩(wěn)，對此類邊坡采用掛網(wǎng)噴錨防護(hù)，先清除坡面松散危巖體，打1～4 m的錨桿將鋼筋網(wǎng)固定于邊坡表面，用4～8 cm噴射混凝土封面，局部設(shè)置泄水孔。掛網(wǎng)噴錨防護(hù)(圖1)可以有效的固結(jié)坡面，并隔絕空氣防止巖體進(jìn)一步風(fēng)化。工程效果較好，但不利于景觀綠化。我認(rèn)為針對該類型邊坡，掛網(wǎng)噴錨是比較有效的處治措施，在資金充足的情況下可以考慮在坡腳種植藤蔓植物增加景觀綠化效果。

圖1 掛網(wǎng)噴錨大樣圖

3 結(jié)束語

在工程實(shí)踐中，各種因素很少會因?yàn)閱我坏囊蛩鼐驮斐蛇吰率Х€(wěn)，往往是由幾種因素的綜合作用才會產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)，其中某個(gè)表現(xiàn)突出的因素只是最重要的誘因。因此邊坡防護(hù)失穩(wěn)防護(hù)措施的選擇應(yīng)該遵循標(biāo)本兼治，因地制宜的原則，首先對各個(gè)邊坡進(jìn)行地形、地質(zhì)材料、地質(zhì)構(gòu)造、周圍水系詳細(xì)調(diào)查，然后結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，并進(jìn)行工程造價(jià)綜合對比分析后，才能得出最有利的設(shè)計(jì)方案。

［1］ 趙明階.邊坡工程處治技術(shù)［M］.北京:中國交通出版社，2003.

［2］ 謝強(qiáng).道路巖石邊坡坡度確定方法的研究［J］.中國公路學(xué)報(bào)，2007，(4):26.

［3］ 彭德紅.淺談邊坡穩(wěn)定性分析方法［J］.上海地質(zhì)，2008，(3):44-47.