公路高邊坡的穩定性分析及優化措施

唐永革

摘要：在現代社會，公路的重要性在各個層面充分體現出來，國家對支持公路等基礎設施建設的投入也在持續加大，這對于促進我國現代公路交通網絡的優化完善都起到了重要作用。在邊坡建設及后續運營中，容易受到降雨等因素干擾，導致了失穩情況出現的可能，增加了誘發各種交通安全事故出現的可能。根據研究，針對雨水較多的實際情況，對高液限土質邊坡，截排水措施要做到綜合應用，從而實現加固設計，做好坡面防護，這樣才能最大限度延長邊坡的使用壽命。

關鍵詞：新形勢下;公路;高邊坡;穩定性;優化措施

根據國家交通部門的統計數據，2013年到2020年之間，我國公路交通基礎設施建設持續加快，每年完成的新建改建及擴建施工建設任務持續增多，我國公路實際覆蓋歷程顯著增多，實際投入到公路建設領域中的財政經費每年都保持了5.1%-6.4%的增長速度，對于加快公路網絡的優化完善，對于推動交通強國建設都有著重要意義[1]。為了對公路高邊坡穩定性進行深入分析，明確公路邊坡失穩的原因，進而采取更好的應對措施，本篇文章以某地公路工程ZK15+243處高邊坡為例，通過相關軟件對其處于天然與暴雨狀態下的穩定性進行了剖析，最后結合工程建設基本情況采取預應力錨索的方法進行處理，并從錨索長度、錨索垂直間距等方面設計參數切入，對邊坡錨固方案進行了優化，這對于現代公路邊坡穩定性建設有著非常好的指導作用。

1公路邊坡失穩的原因

研究發現，邊坡失穩的誘發原因非常復雜，主要是和所在地區的地質結構、地形特點等聯系在一起，主要體現在以下幾個方面：

1.1邊坡自身的巖石在節理發育上表現過于明顯，而且長時間處于被風化狀態，這樣伴隨著時間流逝巖石強度就顯著降低，相應的物理學指標也出現了不同程度的下降，如果相應的標準值降低到了邊坡穩定性維持所必需的水平，這樣就增加了邊坡不穩定情況的出現。

1.2一些地段有非常多的滑坡區域，沒有對巖土體的基本屬性特點進行全面分析，設計當中選擇的坡比非常大，而且在實際組織施工建設中也沒有結合實際需要做好調解，在現場開挖中還是以原來的設計圖為主，這樣自然也無法滿足邊坡穩定性維系的基本需要。

1.3在完成了邊坡開挖作業后，通常需要采取相應的保護措施，但是有些施工作業由于重視程度不夠等，導致保護措施落實不到位，使得巖土體長時間暴露在戶外環境下，增加了陽光雨水等的風化沖刷可能，巖土體自身的各項參數不斷下降，這也會對邊坡的穩定性帶來影響。

1.4在一些地形結構較為復雜的區域，例如山坡區域，往往降雨比較多，雨水會沿著邊坡表層向巖土體的內部滲透，在孔隙水的長時間作用下，會影響巖土體的強度指標，增加了邊坡向周邊滑動的可能，巖土體也變得更加松軟[2]。

2 公路高邊坡穩定性分析

2.1工程概況

某公路工程ZK15+243屬于典型的巖質高邊坡，所處區域的自然地質結構較為復雜。結合掌握的相關資料，邊坡面的實際傾斜度為187°，在公路的右側區域，山體的實際坡度是5°到10°。邊坡的實際高度為35米，在邊坡表面覆蓋了不同數量的粉質黏土，基層基巖主要是由不同類型的中風化變質板巖等構成，裂隙巖石在節理表現上比較軟。

2.2天然工況下邊坡穩定性

通過應用ABAQUS可以對邊坡的自然工況做到有效模擬，能夠非常好的了解邊坡塑性區，掌握位移的基本情況，在ANSYS軟件的支持下，可以非常精準的計算出邊坡安全系數是1.337，通過分析可以得出邊坡的穩定性是比較理想的。

2.3暴雨工況下邊坡穩定性

借助ABAQUS，可以對邊坡處于暴雨環境下的穩定性進行模擬，所選用的參數均處于飽和狀態，這樣得到了邊坡塑性區及位移等數據信息自然更加精準。在暴雨惡劣環境下，邊坡塑性區主要還是集中在中風化、全風化巖層接觸面的周圍，塑性變形區最明顯的是邊坡中部，而且塑性變形區存在著比較明顯的貫通現象，這些都說明了失穩情況還是比較嚴重的。在位移當中，邊坡邊腳是最明顯的區域，明顯的比自然狀態下的位移要明顯。在ANSYS軟件支持下，可以對邊坡的安全系數進行精準計算為1.05，這就需要對邊坡的穩定性進行重點防護強化[3]。

2.4抗震穩定性及監測

地震，對公路高邊坡穩定性有著直接影響，需要提前做好防震工作，制定完善的防震措施，確保將地震影響降到最低。同時，在公路投入運行前，需要對公路高邊坡做好各項監測分析，對地震活動較為頻繁的地區，設立永久觀測站，對公路邊坡進行穩定性監測。

3公路高邊坡錨固優化設計

3.1錨桿長度的影響

通過合理計算，可以對錨桿的實際長度與巖質高邊坡安全系數進行有效掌握。根據相關數據，如果錨桿的實際長度沒有超過25米，這種情況下巖質邊坡的安全系數與錨桿的長度會呈現正比例增加關系，兩者之間表現出的線性關系非常明顯。如果錨桿的長度超過了25米，錨桿長度即使出現變化，巖質邊坡的安全系數也會始終處于不變的狀態。為此，所以，在使用錨桿對巖質邊坡進行加固的同時，有效長度控制在24米，而實際長度倘若超過了24米，錨桿對邊坡的安全系數就難以再提高。錨桿長度與巖質邊坡安全系數的擬合方程是F=0.04L+0.5，相關系數R為0.9974，可以非常好的滿足相關精度要求。

3.2錨桿傾角的影響

通過大量的計算，可以非常好的了解錨桿長度和巖質高邊坡安全系數兩者之間的關系。巖質高邊坡的安全系數，如果是處于錨桿傾斜角10°向35°改變的過程當中，計算出的安全系數就會先變大然后逐步變小。在錨桿20°傾斜范圍當中，邊坡的安全系數和錨桿的傾斜角是表現出了非常明顯的正比例關系，而如果超出了這個范圍，就會導致邊坡的安全系數顯著降低，錨桿在加固巖質高邊坡時的最佳錨固角為20。

結束語：綜上所述，本篇文章主要是對公路邊坡失穩的原因進行了分析，明確了邊坡失穩的復雜性，進而對邊坡穩定性進行了介紹，從而對公路高邊坡錨固優化設計進行了探索，這對于現代公路事業的高質量發展建設都有著非常好的參考作用。

參考文獻：

[1]金康康，楊帆.公路路基施工中高邊坡的處置[J].黑龍江科技信息，2017（14）：200-200.

[2]楊超.高速公路施工期邊坡穩定性調查與防控措施[J].廣東公路交通，2019（4）：81-81.