高速公路填方路基邊坡設計方案

宋鵬飛

(中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088)

1 工程概況

某高速公路總設計施工長度為88.43 km,設計為雙向四車道高速公路，設計高速公路的路基寬度為26 m。在施工過程中，需要對路基進行填筑和開挖施工，對邊坡的穩定性造成了比較大的影響，因此需要對路基邊坡采取穩固措施。

2 設計路基邊坡

(1)在對路基邊坡進行設計時，需要對其耐久性、穩定性和強度進行考量，防止出現地質災害，保護生態環境。

(2)在設計路基邊坡的時候，需要以巖石物理學參數為基礎。綜合考慮地基處理情況、排水系統、防護工程、路基穩定性、路基強度以及填料等，同時對深路塹和高路堤進行有效回避。

(3)對于受水淹沒路段來說，路基邊緣標高應該高于路基設計的洪水沖刷高度。

(4)在設計水文地質條件較差位置的路基時，其最小填土高度要比路床處于中潮情況下的臨界高度要高一些。路基標高在受到限制的時候，應該采取有效措施處理過濕狀態下的路基。

(5)在對軟土路段、滑坡位置、挖方高邊坡和陡坡路堤的邊坡進行設計時，需要使用動態的設計辦法，施工設計圖紙一定要完整、科學。

3 分析路基邊坡設計的情況

3．1 分析填方路基邊坡

3.1.1 一般填方路基

邊坡高度處于20 m以下的路基稱之為一般填方路基，在設計邊坡時，邊坡坡率是主要的影響因素，主要是借助工程的地質條件、邊坡高度和填料物理力學性質實現有效確定的。在進行地質勘查以后，該工程的一般填方路基段基底位置的地質條件能夠達到設計的標準。

3.1.2 陡坡填方路堤邊坡

該工程的地面存在著一定的坡度，需要對邊坡高度、地質條件和地形等因素進行全面的考慮，也可以加設支擋工程來提升路基的穩定性，比如擋土墻、護腳、護肩或者是漿砌片石等。

(1)路塹矮墻。該工程設置了路塹矮墻在路塹邊坡較陡易于出現塌方的位置、巖體風化強烈位置和挖方邊坡位置等。具體情況詳見圖1所示。

圖1 路塹矮墻結構斷面圖

(2)路肩擋土墻。在橋臺連接路段位置或者是陡坡地段設置路肩擋土墻，擋土墻需要進行單獨的設計，高度保持在10 m以內，設置防撞墻在路肩擋土墻的墻頂位置。使用C15混凝土來砌筑基礎和墻身，以此來確保擋土墻的結構更加的安全、可靠。

(3)路堤矮擋墻。該工程的大部分路段需要從水田中穿過，為了對耕地資源進行有效保護，需要將路堤矮擋墻設置在路基兩側。在對路基矮擋墻進行砌筑的時候，需要使用M7.5漿對砌片石進行施工。依據地形的實際情況來確定具體的施工形式，設置M7.5漿砌片石排水溝在路堤矮擋墻的一側。該工程使用的主要回填材料為石方或者是挖方中硬質碎石土。施工時遵循的主要原則為“分層夯實、分層填筑”，墻背斜坡位置不能進行填筑，在夯實的過程中，需要對墻身進行保護，防止給墻身造成嚴重的影響。在對擋土墻進行施工的時候，需要將防撞護欄鋼筋事先預埋好。在與中央排水溝的橫向排水管相交位置，需要事先預留急流槽和管孔。

3.2 分析高路堤邊坡

在地質條件比較好的山間溝槽位置，設置填方邊坡高度大于20 m的高路堤。為了使邊坡穩定性得到保證，不僅設置支擋構造物，還要采取有效措施進行增強補壓。在對邊坡進行加固處理的時候，使用抗滑樁進行施工。首先，抗滑樁的間距需要保持在7 m左右，使用C30混凝土對樁身進行澆筑，鋼筋保護層的厚度需要保持在5 cm以上，使用C25混凝土制作擋土板和護壁。其次，在挖掘樁井的時候，需要從防護路段的兩端向中間進行施工，挖掘的主要形式為隔樁分段挖掘，對護壁和鎖口進行及時的施工，從而使整個工程的施工安全得到保證。最后，在對路基標高以上位置的護壁進行設計的時候，一定要埋設鋼筋。在對護壁混凝土進行澆筑的時候，需要在鋼筋的梁段預留20 cm的長度。在對擋土板進行施工的時候，一定要先焊接擋土板的主鋼筋和預埋鋼筋，采取雙面對焊的施工辦法。

3.3 分析挖方路基邊坡

要想使土質邊坡的參數滿足設計的標準，可以采取挖方的辦法進行施工，坡率的影響因素比較多，比如邊坡穩定性、土體濕度、邊坡高度和土體性質等。在進行設計的時候，遵循合理、經濟的原則，按照表1來設置挖方邊坡的坡率。

表1 挖方邊坡坡率參照

3.4 邊坡防護措施

在進行護坡的時候，使用的主要方法就是植物防護。在土質條件比較差，邊坡穩定性得不到保證的情況下，需要對施工效果和經濟性進行全面考慮，可以使用圬工防護進行處理，同時使用科學的輔助辦法，經常使用的辦法有砌片石防護、鋪砌預制混凝土塊和植被防護等。如果土質邊坡比較適合植物的生長，需要優先考慮使用植物防護辦法，比如植樹、種草等。對于受流水侵蝕比較嚴重的填方邊坡來說，植物無法生長，最好使用護面墻進行防護。

3.4.1 邊坡植被防護

邊坡植被主要是指在路堤邊坡上移植或者是種植矮生植物，從而實現對坡面徑流沖刷的有效抑制，實現對自然降水有效抵御。植物的根系在深入到填土表層以后，使其對土壤產生較強的凝聚力，使土壤流失得到有效抑制。在進行邊坡植被防護施工的時候，使用的主要植物有矮生本草植物、藤本植物和花草等。在選擇栽種的植物種類時，需要依據當地的實際情況，坡面土質不適合進行種草，可以先鋪設種植土，鋪設的厚度保持在20 cm以上，接著將根系比較發達的草籽播種在種植土上。在草籽長成草叢以后，其根部盤結在一起，形成天然的防護墻，使表土得到固結，從而實現對沖蝕的有效抵制。

3.4.2 工程防護

工程防護的形式有很多，比如漿砌預制塊護坡、噴射混凝土護坡、干砌片石護坡、護面墻、封面、錨桿鐵絲網噴漿和框格防護等等。對于坡面防護和土質防護來說，比較適合使用框格防護措施，從而有效抵制地表水帶來的沖刷，使環境與坡面巖土風化剝落協調一致。如今環境保護得到了社會各界的普遍重視，人們的環境保護意識也越來越強，對于高級公路的較高邊坡而言，可以使用砌石框格種草的辦法實現有效防護。在選擇邊坡種草防護的種類時，一定要對其進行高度的關注，草坪植被帶越來越受到人們的喜愛，把土壤、肥料和草籽均勻的攪拌在一起放入到土工格中，草籽長成青草以后，根部盤結在一起達到固土防水的目的，使用的無紡布在自然腐化以后，不會給土壤造成污染，也不會給環境帶來任何的影響，其效果非常理想，因此該方法值得大范圍的推廣。

4 結語

在高速公路填方路基施工時，路基邊坡設計是工程的重點和難點，如果邊坡不穩定會直接影響路段的行車安全，特別對于填方路段來說，需要針對不同高度的邊坡設計相應的坡率，然后根據不同的設計位置采用不同的支擋結構來提升邊坡的穩定性，該項目在設計過程中，嚴格按照路段的時間情況開展施工，取得了良好的施工效果，值得類似工程借鑒和參考。