高速公路滑坡與高邊坡病害的治理措施

楊再均

(貴州省交通建設工程質量監督局，貴州 貴陽 550001)

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高速公路滑坡與高邊坡病害的治理措施

楊再均

(貴州省交通建設工程質量監督局，貴州 貴陽 550001)

針對高速公路滑坡與邊坡病害的相關問題，提出滑坡與高邊坡病害處理的基本方法。先討論了誘發高速公路滑坡與高邊坡病害的基本原因，再結合實際工程案例，先介紹該案例的基本信息，再對其開展高邊坡設計管理方法進行討論，以求為未來高速公路滑坡與高邊坡病害處理提供理論支撐。

高速公路滑坡；高邊坡病害；高邊坡設計

1 工程案例簡介

該工程位于我國南方某地區，呈北東——南西走向，全長約為148 km。該高速公路國道的重要組成部分，施工所經歷的地區地質環境脆弱，易出現崩塌、滑坡等，對高速公路安全產生影響。針對這一現象，相關部門在高速公路滑坡與高邊坡病害處理中，將高邊坡設計作為整個工作的重點。

2 常見高邊坡工程加固技術

當前我國在高邊坡加固中，主要采取地表排水、填土反壓等措施，但多數工程案例表明，上述措施雖然能解決高邊坡不穩的問題，但穩固效果時間短，依然存在邊坡失風險。而隨著現代科學技術發展，高邊坡加固技術措施越來越多，強調邊坡加固治理中多種措施的聯合應用，最終強化邊坡整體性能。

3 高邊坡設計方法

在該項目工程中，高邊坡主要采取三種方法相結合的方式，主要包括：(1)工程地質比擬法。以自然穩定坡為研究對象，比擬確定最佳坡形、坡高與坡率，并與本次工程實踐相結合。(2)力學分析法。構件基于施工坡面的力學模型，將不同力學結構的邊坡設計方案應用到模型上，分析不同力學模型的應用效果，根據不同模型的優缺點，對最佳加固模型的局部進行優化，確保邊坡設計的合理性。(3)經驗并對比法。積極發揮老員工在工程建設中在作用，在聽取老員工的工作經驗與建議后，將建議作為重要的邊坡設計參數進行考慮。

4 預應力錨索框架

(1)技術原理與應用

該技術主要以預應力錨索與框架為基礎，共同構建了一個新型支護體系，主要以坡體整體結構為核心，按位置將框架劃分為橫梁、縱梁，兩梁之間呈垂直關系。預應力錨索框架對邊坡的加固作用主要體現為兩方面：①預應力錨索被作為加固體的重要組成部分，通過調動巖土體的力學性質，依靠灌漿技術將預應力提供點設置在穩定的巖土、巖體中，為整個框架提供穩定的預應力保證。而巖土體受壓力影響，表層滑移面摩擦力增大，最終強化坡體滑移阻力，避免滑坡現象發生。②將預應力錨索中的錨索固定在框架上，使錨固力優先作用到框架上，再依靠框架將力傳遞到巖土體上，最終產生附加應力，改變巖土體受力環境，使其具有良好的自穩能力。同時，考慮到框架與坡面的接觸面積較大，因此能顯著控制坡面變形現象，建立一個由表及里的加固體系，防止邊坡失穩。

(2)應用分析

在該項目中，預應力錨索框架主要被應用在多級挖方邊坡上，重視對表層與坡面病害的處理。同時，該項目技術人員考慮到不同巖土質材料自身徐變性能的變化，要保證預應力苗鎖框架具有良好的錨固力，切忌將其應用到具有強腐蝕性的地層中。同時，由于預應力錨索框架是一種柔性支擋加固體系，因此其受力均會由錨索承擔，但錨索在工程中不能承受剪力作用，因此在工程中建議使用預應力錨索為輔助手段。在該項目中，重視多種抗滑工程的綜合利用，將抗滑樁、抗滑擋墻建設作為高邊坡工程的起始環節，將滑動的巖體“釘”主，再輔之以預應力錨索框架加固，進而取得了良好的抗滑效果。

(3)預應力錨索框架設計

在預應力錨索框架設計中，框架不僅具有護坡作用，還具有傳力作用。因此在施工中可采用現澆鋼筋混凝土框架的方法，通過提高坡面接觸面積，確保框架能將所承受的力有效傳遞給坡體，最終對坡面產生反作用力。

在該工程項目中，預應力錨索框架的結構由圖1所示。在該結構中，可以將框架看做為一個倒扣在坡面的十字交叉彈性基梁，而在分析框架整體結構中的難度較大，因此可將整體結構進行劃分，以橫梁、豎肋等單位進行計算。在計算中，需要先確定節點上錨索里分配情況，再選擇與之相適應的單梁力學模型，最后根據選定的力學模型進行框架設計。

(4)框架錨索力計算

在實際工程中，由于預應力錨索框架時刻受到錨固力的作用而“壓”在坡面上，導致坡面對框架產生一種反作用力，而在這種反作用力的計算中，需要以靜止平衡條件為基礎，綜合分析分配到橫梁、豎肋上的靜力和，其計算公式為：

圖1 預應力錨索框架結構示意圖

在上述公式中，Fi代表i節點處的總錨固力；α、θ分別代表邊坡角坡角度數與錨桿錨固角度；Fix代表橫梁上的錨固力；Fiy代表豎肋上的錨固力。

而在實際工程中，為獲得更好的數據計算效果，需要在工程實際情況的基礎上，正確認識到錨索框架與其下的巖土體(即地基)相互作用的研究，分析不同參數情況下橫梁、豎肋的受力情況，保證預應力錨索框架整體結構穩定。

5 應用效果

在該項目建設施工之后，預應力錨索框架在維持高邊坡穩定性中發揮著重要作用，從該項目2011年建成至今，所發生的滑坡與高邊坡病害現象不超過24例，高速公路整體穩定性效果良好，有效保證高速公路后期運行。

[1] 陳強，黎劍華，龍洪，等.高速公路層狀風化巖石邊坡滑坡成因分析及綜合治理[J].中外公路，2009，29(5)：27-30.

[2] 陳秀暉.高速公路渭彼與高邊坡病害加治理[J].門窗(研究探討)，2013，(6):326-327.

2016-02-12

楊再均(1982-)，男，貴州鳳岡人，工程師，研究方向：公路工程。

U418.9

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1008-3383(2016)08-0034-02