高邊坡加固防護(hù)設(shè)計分析

戴奕洲

摘 要：高邊坡的合理設(shè)計，能有效避免邊坡的失穩(wěn)，確保行車人員的生命財產(chǎn)安全。因此，如何做到高邊坡加固防護(hù)設(shè)計的科學(xué)性和安全性成為研究的重點。文章分析了影響高邊坡穩(wěn)定的因素，并在論述防護(hù)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，分別從高邊坡坡形坡率設(shè)計、支擋加固工程設(shè)計、防護(hù)工程設(shè)計及排水工程設(shè)計等方面對高邊坡加固防護(hù)設(shè)計進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高邊坡；加固防護(hù)；設(shè)計方案

中圖分類號：U418.5+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）23-0087-02

Abstract： The reasonable design of the high slope can effectively avoid the instability of the slope and ensure the safety of the life and property of the driving personnel. Therefore， how to make the design of high slope reinforcement and protection scientific and safe has become the focus of research. In this paper， the factors affecting the stability of high slope are analyzed， and on the basis of discussing the design principle of protection， the reinforcement and protection design of high side slope is discussed from the aspects of slope rate design， retaining reinforcement engineering design， protection engineering design and drainage engineering design.

Keywords： high slope； reinforcement and protection； design scheme

1 影響高邊坡穩(wěn)定的主要因素

1.1 高邊坡的工程地質(zhì)特征

決定邊坡是否穩(wěn)定的主要因素是工程地質(zhì)的內(nèi)在特質(zhì)，其主要包含以下的幾個內(nèi)容：（1）地層巖性：高邊坡的重要構(gòu)成物質(zhì)就是地層巖性，這種物質(zhì)影響到巖石的強度值、抗風(fēng)化性能、巖體的結(jié)構(gòu)以及其是否能夠保證邊坡具有良好的穩(wěn)定性。（2）地質(zhì)構(gòu)造：其影響到巖層的形成形狀，節(jié)理裂隙的性質(zhì)和其將來的發(fā)育狀況。（3）邊坡巖體的風(fēng)化等級：如果說巖體出現(xiàn)了風(fēng)化的狀況，那么這不僅損壞了巖體的完整性效果，還會使巖石物質(zhì)發(fā)生改變，最終可能會使得巖石的物理性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而直接對巖體的強度以及水穩(wěn)性造成不好的影響。

1.2 邊坡坡形、坡率、坡高及加固措施

路塹邊坡的開挖是對山體應(yīng)力狀態(tài)的重大改變，如處理不當(dāng)，將是造成邊坡失穩(wěn)的直接原因。因此路塹邊坡的設(shè)計是否合理是決定路塹邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵，它包括確定坡形、坡率、邊坡高度和加固與防護(hù)結(jié)構(gòu)的類型等。

1.3 施工方法、工藝及施工順序

使用正確的施工方法與施工工藝會對路塹邊坡的穩(wěn)定效果有很大的影響，因此需要針對不一樣的地質(zhì)構(gòu)造和工程特點，科學(xué)合理地挑選施工方法和工藝，在開展開挖工作的同時要密切的配合支檔工作。對于那些穩(wěn)定性比較不好的邊坡，我們必須采用逐級開挖作業(yè)工作，也就是說挖一級，支擋一級的作業(yè)方式。

1.4 其他因素

除上述因素以外，如破壞植被，生產(chǎn)、生活用水管理不善、邊坡上部人為堆載等，均對邊坡的穩(wěn)定有不利的影響。

2 高邊坡加固防護(hù)設(shè)計原則

本線路塹高邊坡設(shè)計遵循“減載、固腳、強腰、排水”的原則，貫徹“建綠色通道，走環(huán)保之路”、“恢復(fù)自然、水土保持、綜合治理、因地制宜、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟美觀”的理念。在卸載受限制，放坡對自然植被影響嚴(yán)重的路段，采取“強支擋、弱削方”的原則來加固邊坡；部分工點具備放坡施工條件，采用放坡減載設(shè)計，以縮短工期和降低工程造價。

3 高邊坡加固防護(hù)設(shè)計分析

3.1 坡形坡率設(shè)計

坡形和坡率的設(shè)計方式對高邊坡的影響也很大，其在一定程度上影響了邊坡的穩(wěn)定效果以及整個工程的施工費用。對于邊坡的坡高和坡率的設(shè)計要綜合以下五個因素：第一個因素是工程選取的地質(zhì)類比參數(shù)；第二個因素是相關(guān)的力學(xué)計算數(shù)據(jù)；第三個因素是生態(tài)保護(hù)狀況；第四個因素是周邊的綠化難易程度；第五個因素是行車的視覺參數(shù)等。對于不同類型的巖體結(jié)構(gòu)可以采用不同坡形和坡率來進(jìn)行設(shè)計：（1）坡形設(shè)計：結(jié)合近年來高速公路建設(shè)經(jīng)驗，選擇階梯式的邊坡，通常來說一個臺階的距離為8-15米，寬度一般為2米。（2）坡率設(shè)計：根據(jù)各個坡體不同的情況，采用工程地質(zhì)類比的方法，對硬質(zhì)巖取較小的數(shù)值，對于軟質(zhì)巖取較大的數(shù)值；對于那些完整的巖體取較小數(shù)值，對于那些相對較碎的巖體取較大的數(shù)值。

3.2 支擋加固工程設(shè)計

巖土邊坡常用的支擋加固工程可分為傳統(tǒng)的支擋體系和錨式體系，不同體系的支擋加固技術(shù)措施，具有各自的優(yōu)勢。

（1）擋土墻（支擋體系）：最大的優(yōu)勢是片石（或砼）來源廣泛，施工方便，具有良好的經(jīng)濟性。其最大的局限性是承載能力較小，對高陡邊坡適應(yīng)能力差，擋墻建筑高度受限制，對受陡效果不明顯。（2）錨固樁、樁板墻及預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁（樁式體系）：這類樁式體系最大優(yōu)勢是承載能力較強，其結(jié)構(gòu)特點是充分利用巖土（嵌固段）的自身強度，建筑高度相對較大，尤其預(yù)應(yīng)力錨固樁視地質(zhì)條件和工程需要可做得更高一些，對高邊坡收坡效果較好，本措施適用于滑動力較大的大、中型滑坡整治。（3）預(yù)應(yīng)力錨索（錨式體系）：通過預(yù)應(yīng)力鋼索自身的一些特點，鋼索會進(jìn)入到邊坡一定的深度，那么在相關(guān)的設(shè)計中就要給鋼索計算一定的拉力，進(jìn)而可以對邊坡產(chǎn)生主動的預(yù)應(yīng)力，最終可以更好地使邊坡保持穩(wěn)定。（4）鋼筋砂漿錨桿（含預(yù)應(yīng)力錨桿）：鋼筋砂漿錨桿具有施工簡便、快速、工程造價低廉的優(yōu)點，適用于邊坡淺層變形（坍塌、小型楔體破壞等）的預(yù)防性加固。鋼筋砂漿錨桿配套格梁，增強了坡面的整體性和穩(wěn)定性外，并為巖質(zhì)坡面綠化提供了良好條件。十多年來，國內(nèi)高速公路路塹邊坡已廣為應(yīng)用。（5）注漿鋼錨管（錨式體系）：這種技術(shù)類似于鋼筋砂漿錨桿，在施工的過程中其于破面保持一定的角度，然后再加入注水的泥沙，使得邊坡更加的穩(wěn)定。這種方法的優(yōu)點體現(xiàn)在：有效的改善了巖土的基本結(jié)構(gòu)，這對邊坡腳度的抗壓能力，通過上述方法的具體描述，邊坡的穩(wěn)定性也有較大的提升。

在現(xiàn)行可供選擇的加固工程技術(shù)措施中，對存在深層破壞的多級高邊坡，擋土墻顯然是力不從心的；抗滑樁、錨固樁加固技術(shù)可行，但施工期長，經(jīng)濟代價高昂；采用預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿這一技術(shù)措施無論其適應(yīng)性和加固效果、經(jīng)濟性及方便施工等方面都是現(xiàn)實可行的。

根據(jù)高邊坡工程穩(wěn)定性能的指標(biāo)評價，對于那些評價數(shù)值較低的邊坡，意味著其穩(wěn)定性不高，這就需要進(jìn)行邊坡的加固。依照國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加固之后的邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)不能低于1.2-1.25。通常而言，依據(jù)實際的地理條件，如果對土地征用相對容易的地方，那么此時的邊坡可以適當(dāng)?shù)臏p小坡度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性能，對于那些卸載受到限制的地方，可以采用“強支檔、弱削方”的方案來提高邊坡的穩(wěn)定性。

一般而言，對于第一級的邊坡更多的是利用錨桿加格梁。采用上述的方法一共有兩個優(yōu)點：第一個優(yōu)點是能夠固定腳，進(jìn)而邊坡的完整性，對邊坡的穩(wěn)定性能有很大的優(yōu)勢；第二個優(yōu)點是逐級的綠化坡邊，使得觀賞效果更佳。

3.3 防護(hù)工程設(shè)計

防護(hù)工程的設(shè)計一般來說有兩個任務(wù)：其中第一個任務(wù)是控制表層土質(zhì)的風(fēng)化速度；第二個任務(wù)是有效的抵御雨水的沖洗。

（1）殘坡積層和風(fēng)化層的邊坡的防護(hù)設(shè)計：由于上述的這些邊坡呈現(xiàn)風(fēng)化土層狀態(tài)，為了同時滿足坡面不會受到雨水的沖刷以及邊坡的整齊美麗。通常來說是采用一些植被進(jìn)行有效的防護(hù)，這些植被可以是花草也可以是樹木，植被形成一個隔離坡面，這樣一來就能有效的減少雨水的直接沖刷。（2）對于那些風(fēng)化巖質(zhì)以及坡度較高的邊坡，如果說種植一些普通植物的話，這些植物容易死亡，那么這種植物是需要客土類型的植物，盡可能地選擇適合本地區(qū)生長的植被，加入一些矮灌木籽，為了增加美感適當(dāng)加入一些花卉類型。（3）在邊坡周邊設(shè)置C20混凝土護(hù)腳，有效防止坡腳積水泡軟。（4）為加強邊坡的養(yǎng)護(hù)與管理，在邊坡每級坡面適當(dāng)位置結(jié)合檢查踏步，采用C20預(yù)制塊拼裝。

3.4 排水工程設(shè)計

水的因素是制約邊坡穩(wěn)定效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，一大部分的滑坡事故就是因為水的因素所造成的，基于上述因素的綜合考慮，對于高邊坡的防水加固施工也是整體施工中最為重要的一個部分。做好相關(guān)的排水工作能夠提高土體的抗剪強度，從而使得高邊坡具備更高的穩(wěn)定效果。排水施工可以從以下幾個方面進(jìn)行論述：（1）坡體表面的排水設(shè)計：設(shè)計的基本思路就是把處在表層的水進(jìn)行有效的攔截，進(jìn)而排放在其兩端的塹頂截水溝里面。對于特別的地理位置，舉例來說山坡的凹槽處的破面，這樣的位置需要設(shè)置相對緊急的流水槽，進(jìn)而把水排出坡面。塹頂擋水，邊溝、截水溝和急流槽均采用C20混凝土。（2）坡體深層排水：對于地下水儲存較多的邊坡來說，一般采用的是斜孔排水的方法，這樣可以有效的導(dǎo)出坡體的水分，從而降低地下水的水位，通過上述的方式可以有效的提高邊坡的穩(wěn)定性能。（3）邊坡淺層水位的排水：一些水分處在邊坡的淺層位置，這樣可以采用邊坡滲溝的方法進(jìn)行有效的排水。

4 結(jié)束語

高邊坡是工程建設(shè)中常見的工程形式，在工程中發(fā)揮了重要的作用。因此相關(guān)的設(shè)計施工的工作者盡可能的融合工程的實際狀況，有針對性的選擇合適的設(shè)計方案，不但對高邊坡的施工質(zhì)量提供了可靠的保障，而其極大地促進(jìn)了我國的建筑安全事業(yè)。

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