公路路基邊坡滑塌防護設計研究

張 紅

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司， 陜西 西安 710075）

公路的施工影響因素眾多，比如當地的地質地形、水文水系、經濟條件等，這也導致公路的施工也更加復雜，其中地理條件的制約是最大的影響因素。尤其是針對山路這種地質條件復雜的公路，這類公路路基邊坡高度相對較大，任何疏忽都會影響公路的質量以及邊坡的穩固和可靠性，也會影響人們的交通出行。因此，我們需要著重加強路基邊邊坡的質量監控，時刻預防路基邊坡滑塌現象的發生，保障交通暢通和安全出行。針對路基邊坡的滑塌現象，既會影響車輛的出行，甚至出現交通事故，又會浪費維護成本，加重財政負擔，為此，要求施工單位必須規劃好公路的建設，前期做好設計的準備工作，實地考察公路建設的難點，結合以往公路路基邊坡塌滑經驗和原因，提前進行制定預防和控制措施，讓公路更好地為人們服務。

1 公路路基邊坡滑塌的類型

常見的公路路基邊坡滑塌類型有流動型、落石型、滑動型等根據形成機理類分。流動型是指那些飛沙走石、松散積土等移動性的物體，經過流水或雨水的沖刷，形成泥石流狀混合體，由于重力的影響導致邊坡整體下滑或坍塌。落石型多發生在較陡峭的邊坡上，由于風化或流水侵蝕等自然環境或礦石開采引起的山體震動或者貨車經常性的承載超重的影響，導致邊坡上的巖石產生裂縫或碎塊，最終邊坡巖石演變成獨立的巖石塊，隨著雨水的沖刷順流而下引起路基邊坡滑塌。另一種是滑動型，這種邊坡滑塌一般情況下是路基邊坡整體產生滑塌，邊坡巖層經過外力的作用沿著坡體滑動導致邊坡整體滑塌。

2 公路路基邊坡滑塌的原因

針對土質邊坡，砂土由于自身結構特性，造成沙土流失多，相比較而言，黏性土基于自身黏聚力大而不容易被沖散破壞；在巖質邊坡中，巖石強度低，且形成斷斷續續，導致破裂和軟弱層的出現，大部分破壞會發生在巖石最薄弱的部分，例如發生在順坡向層狀巖的剪切破壞和發生在碎裂散狀巖中的滑動破壞等。巖土的風化和巖土露出的位置是導致地震和震動發生極其重要的因素，地震和震動的發生對人們的安全造成了極大的隱患，地震發生時的慣性力可以瞬間使得邊坡失穩，破壞。巖石中的基本物理特性和力學性能隨著地下水的變化而變化，地下水位的變化引起巖土中法向力和剪切力變化，從而引起巖土中最薄弱部位轉移，在邊巖中出現的裂縫可以導致地下水削弱結構抗力，形成靜水壓，加快巖土的開裂速度。在公路路基邊坡堆砌或承載過重會引起公路路基邊坡失去平衡，當邊坡超過其承載力時，便會誘發坡體滑動造成公路路基邊坡的滑塌現象。公路長時間遭受雨水的浸泡或侵蝕也會受到不同程度的損傷，出現裂縫導致雨水的下滲，引起公路地下路基不不穩，極易造成公路整體塌陷，也給邊坡的安全和穩固帶來威脅。

3 公路路基邊坡治理設計原則

公路路基邊坡的防護結構設計時，要充分考慮滑坡的可能性，制定相對應的防護措施，做到特殊問題特殊處理，結合當地的地質地理條件，使防護結構與地質結構相結合，采用最新的技術，合理的成本，力求做到地質、地形與生態相結合。

通過增加路塹邊坡防護加固工程來減輕邊坡周邊變形的幾率，并且能有效的保護邊坡，防止出現、發展、惡化等導致邊坡滑塌的現象，借此保障公路路基邊坡的安全性和可靠性，保障山區道路的安全通行和長期發展。

公路坡面變形的防護措施主要是通過種植植物來減少風化影響和水土流失，通過植被來起到封土固地的作用，以實現人文與自然和諧相處，符合“可持續發展觀”的理念。

不同的防護方式利用不同的防護方式，淺表層變形防護主要是利用錨桿框架梁防護為載體進行邊坡的防護，塊體變形防護主要是利用錨桿框架梁來保護坡腳及墩墊防護為輔助保護工具為一體，而深部變形防護主要是以預應力錨索框架梁來進行邊坡的防護工作。

不同的坡腳應力防護措施也不相同，土質的邊坡坡腳應當使用支擋結構物，如路塹擋墻或抗滑樁等；強風化巖石坡腳應當使用錨桿框架來進行邊坡的加固以保護坡腳免造損壞。

4 工程概況

某立交匝道右側原設計邊坡最大高度約20米，匝道部分段落為半路半橋的路基型式，橋臺基坑開挖的同時對邊坡進行初步刷坡，邊坡最大高度約30m。由于施工期間該地區暴雨嚴重，導致匝道右側邊坡發生滑坡。針對該路段坡體地質條件和實際狀況，在滿足邊坡的穩定性和工程安全性基礎上，設計提出了相應的治理方案，并結合施工期間及施工后必要的監測預警，進行綜合治理。

5 公路路基邊坡滑塌防護設計方案的確定

根據現場踏勘成果及地勘成果，需要對邊坡滑塌的破題進行更進一步的研究，例如滑坡的性質、物理組成、變形特點、施工的方案等影響邊坡穩定和可靠性的所有因素來綜合考量。本著技術可行、經濟合理的原則，在滿足邊坡的穩定性和工程安全性基礎上，提出治理方案。設計思路如下：

整個邊坡應將匝道路基（修筑擋墻）回填至路基設計標高后方可進行開挖施工，同時為邊坡起到一定的反壓作用，有利于邊坡的穩定，為邊坡開挖支護施工爭取時間。

邊坡按設計給定的邊坡坡率進行刷坡。而邊坡坡率與當地的土質和道路表面浮土有關，需要在道路設計之初充分考慮這方面的因素，進行邊坡加固設計。

錨桿框架如果計算其穩定性和推力之后會發現，用于表層防護的錨桿錨固力較小，錨固深度不大（錨桿長度一般不超過15m，再增長已經難以提高錨固力，且注漿段易產生拉裂破壞），錨固段長度不足，因此本次需采用預應力錨索加固解決深部變形穩定問題，以確保坡體的局部穩定和整體穩定。

具體措施如下：

在第二、三級邊坡上設置預應力錨索框架，以解決穩定性問題及邊坡后緣上部、深部發展的可能整體穩定性。豎肋、橫梁采用C25鋼筋混凝土，分片現場澆筑，肋與梁節點處設置預應力錨索。錨固長度10m，且錨固段應位于強風化泥巖、泥質砂巖、硅質粉砂巖互層中，可依據實際地質情況對錨索長度進行調整，以滿足上述要求。

由于山區道路受地質地形的影響，需要在邊坡設置框架錨桿以保護坡腳來達到保護整個坡體的目的，并根據實際情況進行適時調整。

一般坡面防護：對各級邊坡框架內均采用掛CF網植草綠化防護；掛網噴混防護：自上而下每開挖一級邊坡時，應立即施工短錨桿掛網噴射素混凝土對坡面進行封閉處理，以避免雨水侵入軟化邊坡巖土體，影響坡體表層穩定性；排水部分：按照原設計的施工做平臺溝、坡面流水槽以及截水溝，具體數量以實際為準；其他：邊坡前道路應嚴格（修筑擋墻后）填土反壓至道路設計標高后，方可進行邊坡開挖施工工序，且應對滑坡體后緣裂縫處采用非透水性的材料，如水泥砂漿封閉處理，避免雨水侵入滑動面，進一步影響邊坡穩定性。

6 動態設計

邊坡的防治要秉持動態化的設計，堅持信息化施工，充分考量邊坡的特性，在邊坡施工過程中理清施工流程和采取合理方案，避免出現滑塌。

在山區道路施工過程中，需要在合適的位置例如邊樁、邊坡平臺、坡腳、樁板墻、塹頂等設置地下位移監測點、墻頂位移監測點、地下水位監測點、挖方邊坡延流水監測點、地表變形監測點等。

錨索拉拔的試驗時，如果錨索錨固力沒有達到預期的效果，則需要對設計進行及時地調整，可以使用再次高壓注漿的方案來增加錨索錨固力。

在山區公路施工期間，要及時觀察和監控路基邊坡的狀況，提前預防和做好滑塌預警及解決措施，制定合理的維護和整治方案，及時調整設計方案，保證山區道路的安全施工和將來車輛的安全順暢通行。