路基邊坡病害分析及防護設計

譚偉麗

(廣西交科新材料科技有限責任公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

隨著我國社會經濟的不斷發展，對交通運輸建設標準有了新的要求。路基是公路的基礎，而邊坡決定了路基的強度和穩定。目前，路基邊坡防護設計技術參差不齊，采用傳統的邊坡防護技術往往效果不佳，有的邊坡防護工程在施工時會出現坍塌現象，或者在施工完畢后出現滑坡，這樣不僅威脅到人民財產、生命安全，而且會破壞沿線建筑、生態環境[1]。本文介紹了路基邊坡病害的特征，闡述了形成邊坡病害的主要因素，針對不同巖質邊坡選定相應的防護類型，并在具體工程中進行了應用[2]。

1 路基邊坡病害的特征及發生規律

1.1 風化剝落

風化剝落通常發生于路塹的邊坡下部，特別是在變質巖的坡面處較為嚴重，該區域容易受到風化作用的影響，其病害的表現特征為邊坡表面破碎嚴重，通常呈小顆粒狀或薄片狀，由自身重力而沿坡面滾落，從而堵塞側溝[3]。

1.2 邊坡溜方

黃土質砂黏土或其他黏性的土質邊坡在受到長期雨水侵蝕后，表層厚1.0 m的土體會出現失穩、松軟現象，進而沿坡腳滑溜。

1.3 坡面沖刷

由于地表積水的徑流作用，在風化嚴重的石質坡面下部或土質邊坡上若發生坡面沖刷時，其表面會呈現出沖坑，這樣不僅會導致泥流漫道現象，而且在暴雨天氣會破壞坡面的完整性和穩定性。

1.4 坍塌滑坡

坍塌滑坡大多發生于變質巖地段處的路塹邊坡上部，其產生的周期較長，表現特征為先于邊坡上沿產生裂縫，隨時間逐漸擴大，導致四周巖石錯開滑動，進而導致巖土局部滑塌或產生中小落石，最終形成大面積的滑坡現象[4]。

2 路基邊坡病害原因分析

2.1 氣候因素

由于風化巖質坡面長期大面積暴露于外界環境，晝夜溫差變化長期影響地表，同時降雨直接沖刷坡面，容易導致風化剝落現象，使得路塹邊坡水土流失嚴重，嚴重時會使坡面出現裂縫，進而導致邊坡溜方。

2.2 水文地質因素

水文地質因素主要指的是水體推移而引發的土體自由擴散運動。地下水、層間水、裂縫水等水體在長時間堆積擠壓作用下，會向邊坡內部結構各個孔隙擴散，破壞原土質結構，而邊坡形狀特性使得水體無法排除，長期侵蝕后會出現滑坡和溜方。

2.3 地質因素

地質因素主要有巖石節理、成因、風化程度、種類以及裂縫特點，有無斷層、夾層軟化等。巖質坡面土體穩定，但其巖層節理發育，外加受到長期雨水沖刷，表面風化嚴重，容易出現掉石流渣和坡面剝落現象。

2.4 土質因素

路基邊坡修筑采用的土體因土類不同而工程性質不同。砂礫土的內摩擦力組成其強度，受雨水作用影響小；黏性土主要以自身粘聚力來構成強度，其強度隨自身密實程度變化而變化；粉土類土的強度和承載力隨濕度的增大而降低；其他黏土因其自身較弱的透水性以及較強的崩解性，長期雨水浸泡后其含水量達到最大值時，容易導致邊坡穩定性降低而產生溜方。

2.5 人為因素

若對邊坡地下水位勘察不徹底，會引發邊坡溜方。同時土體的內摩擦角、密度、承載力等參數勘察不準確時，導致設計出錯，進而也會引發滑坡現象。邊坡設計時，如沒有對氣候地質等因素進行考慮，對坡面未采取相應的保護措施，間接會導致坡面出現風化剝落。施工技術人員缺少對土質水穩定性的了解，導致選用的防護措施不當，排水措施設置不合理，從而造成邊坡沖刷。施工技術人員沒能嚴格按照設計方案開挖邊坡和路基填方，導致路基邊坡整體穩定性下降。

3 邊坡防護設計原理

3.1 結合氣候特征選擇植被防護

當溫度高、降水量大時，適合采用灌木植物對坡面進行防護。當夏季炎熱而冬季干燥寒冷，同時降水較少且集中時，可在防護骨架上種植草皮來進行邊坡防護。通常種植草皮植物成本相對較低，既可起到保護和穩定路基邊坡的作用，同時也可以美化環境。

3.2 土工格柵技術護坡

3.3 結合巖石地質條件采用水泥砂漿噴蓋技術

3.4 防護設計優化

當路基邊坡位于沖溝或河岸一邊時，可采用護坡擋土墻的方式進行護坡，這樣在上部可預防雨水侵蝕，在下部可預防流水沖刷。當邊坡設計的護坡方式有較多選擇時，應優先考慮選材來選擇護坡類型，如果片石資源較多，可充分就地取材，減少對混凝土的使用，節約造價；若無片石，則只能采用混凝土。

3.5 結合不同防護類型確定邊坡排水設施

邊坡防護是保持路基穩定的主要措施之一，其對應的輔助措施為加設排水設備。由于邊坡沿線的地形地貌結構不同，則路基的水位特征也對應不同。平原地區地勢較緩，地表處容易存在積水，水位堆積較高，進行路堤邊坡防護時可選用水穩定性較好的材料。當處于山區時，地勢起伏較大，則排水設施的確定尤為重要，特別是對于土質路基而言，在設置排水設備前應夯實邊坡裂縫，將積水排出，加設土工纖維防止地表水滲透，加設邊坡滲溝，助于地下水疏導，針對全封閉式護坡，應完善泄水構造物，以鞏固坡面。

4 工程應用

4.1 工程概況

某山區高速公路全程為66.33 km，所處地區降水豐富，生態環境良好。該高速公路自投入運營至今未出現高強度破壞性地震，地震強度不高且頻率較低。工程地質主要確定為兩種：侵蝕堆積松軟巖區和構造侵蝕堅硬巖區。前者主要為侵蝕堆積地勢地貌，一級階地分布有泥質土，二級及以上階地分布有膨脹土；后者的出露基巖主要為花崗巖，其抗壓強度為45 MPa，易發生崩塌和滑坡。

4.2 邊坡防護工程效果評價

目前公路造價較高，為節約工程造價，減少養護成本，同時達到公路與環境相協調的目的，如何選擇經濟有效的邊坡防護類型尤為重要。綜合確定最佳的邊坡防護類型，既可達到良好的邊坡防護效果，又可以獲得合理的社會效益。本文現根據材料單價編制出10 種防護類型預算，各防護類型造價對比結果如表1所示。

表1 各防護類型造價對比表

根據表1造價對比結果分析，植物防護相對于工程防護在經濟上存在明顯優勢，在條件允許的情況下可擇優采用植物防護；各防護類型在不同地區的造價存在差異，應結合地形地勢特點優選防護類型。由于工程防護效果比植物防護更好，綜上所述，在進行路基邊坡防護設計時，應結合外界環境以及地勢地形條件，采用植物工程防護同步設計，在降低造價成本的同時提高防護效果。

5 結語

路基是公路的基礎，而邊坡決定了路基的強度和穩定。現階段路基邊坡防護設計技術參差不齊，傳統的邊坡防護技術已無法滿足現有要求，在施工時會出現坍塌、滑坡等現象，這樣不僅威脅到人民財產、生命安全，而且會破壞沿線建筑、生態環境。本文主要研究了路基邊坡病害以及防護設計，通過對路基邊坡病害特點以及規律進行闡述，針對不同巖質邊坡提出相應的防護類型，對各項邊坡防護類型造價進行對比分析。對此，在進行路基邊坡防護設計時，應結合外界環境以及地勢地形條件，采用植物工程防護同步設計，在降低造價成本的同時提高防護效果。