山區市政道路路基邊坡設計研究

趙興平

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，成都 610000）

1 引言

隨著我國基礎交通設施建設的持續推進，山區高速公路得到了快速發展，同時，也帶動了山區的經濟發展和區域交流。如果技術人員在勘察設計中對邊坡破壞理論、邊坡破壞形式以及邊坡存在的問題沒有足夠的了解，就不能針對邊坡的失穩破壞提出相應的解決方案和技術指導，最終造成設計失誤，項目建設滯后，工程造價提高，甚至發生安全事故，導致人員傷亡[1]。針對邊坡失穩破壞導致的問題，我國相關學者進行了一系列的分析研究。勞艷峰[2]結合工程經驗提出了山區公路工程勘察期間可能存在的地質問題，并針對不良地質路段的邊坡勘察重點進行了歸納總結；王哲[3]以某山區高速公路為研究對象，通過現場調查和理論計算，分析了邊坡巖土體強度隨降雨的軟化規律，并提出抗滑樁加固邊坡的處治措施，以降低邊坡發生破壞的可能性。因此，研究山區高速公路邊坡勘察設計的常見問題及解決措施具有十分重要的工程意義。

2 案例分析

2.1 工程概況

本文依托工程為某新區的主干路，道路紅線寬度為36 m，道路總長為946 m。該地區的主要地形為山地和丘陵，降水主要集中于6～9 月，年平均降水量約為1 000 mm，最大值可達1 500 mm。道路地基自上而下分別為素填土、耕植土、淤泥、黏土、強風化泥巖等。通過勘測可知，該地區的道路建設條件良好。該場地內的最低位置高程為1 530.62 m，最高點高程為1 554.23 m，場地內地形起伏較大，因此，路基設計較為困難，在進行邊坡設計時，應對坡高進行有效控制，同時，做好排水系統的布置，對臨水邊坡進行有效處理，保證邊坡的穩定性和安全性[4]。

2.2 路基邊坡設計

通過對道路的縱斷面進行分析可知，本項目縱斷面設計標高的控制因素主要有被交路的設計標高和周圍地塊的設計標高，同時，縱斷面還應滿足涵洞與管線的覆土深度。通過以上因素分析，對縱斷面進行優化調整，將縱坡控制在1.4%～6%[5]。挖方最大深度為13 m，填方最大高度為4.9 m。道路路線主要位于強風化泥巖，巖土的性質較好，通過對地勘資料進行分析，設定填方邊坡為1∶1.5，挖方邊坡為1∶1。每級邊坡高度為8 m。

通過對道路橫斷面和縱斷面進行分析可知，道路大多數為填方邊坡，高度小于8 m。局部為挖方邊坡，主要集中路段的樁號范圍見表1。

表1 挖方邊坡范圍表

K0+600～K0+620 段的右側挖方邊坡高度大于8 m。

填挖方邊坡均以厚3 cm，尺寸為30 cm×30 cm 的草皮進行護坡，坡面通過小木樁進行固定，鋪設完成后，通過澆水進行養護。通過植草皮護坡來提高邊坡的穩定性。

3 路基排水設計

道路在運營過程中，對穩定性和安全性造成影響的主要因素是雨水和地下水。水會加快路基的損壞程度，降低道路的使用年限。通過對本項目的地質勘察資料進行分析可知，該地區的地下水水位較低，但降水較多。因此，在設計過程中，應對排水設計進行著重考慮。

本項目為城市主干道，道路兩側將建成商業區和居民區，同時配備相應的管道設施。目前，道路紅線范圍外是農田、林地、荒地等。為減少路面水對邊坡穩定性的影響，將坡面水引出道路外的天然水系中。

3.1 填方邊坡排水設計

本項目兩側地塊存在天然水系，由于填方邊坡的高度較小，因此，填方路段的坡面水可進行散排，最終引入天然水系。為保證邊坡的坡腳不受雨水侵害，應在坡腳位置采用M7.5 漿砌片石進行護坡，厚度為0.3 m。高度為1 m。填方邊坡排水設計示意圖如圖1 所示。

圖1 填方邊坡排水設計示意圖

3.2 挖方邊坡排水設計

本項目挖方邊坡排水系統的主要結構有：邊溝、截水溝、平臺排水溝、跌水、急流槽等。

3.2.1 邊溝

挖方邊溝設置于邊坡坡腳位置，邊溝的走向與道路縱斷面保持相同。在挖方與填方交接位置設置急流槽，將邊溝內的水排到道路外的天然水系中。邊溝采用的截面形式為矩形，尺寸為60 cm×60 cm，邊溝材料為M7.5 漿砌片石、C25 混凝土壓頂，厚度分別為30 cm 和10 cm。為防止邊坡坡體有碎石滾落，邊溝外設置碎落臺，寬度為0.7 m，并向內設置2%的橫坡。結構形式如圖2 所示。

圖2 邊溝示意圖（單位：cm）

3.2.2 截水溝

挖方地段的截水溝設置于坡頂以外5 m 位置，主要用于排除山坡上的積水，截水溝前應設置擋水捻，防止水流沖刷截水溝。本項目中截水溝尺寸為60 cm×60 cm，溝底為10 cm 的碎石墊層，溝體為M7.5 漿砌片石，厚度為30 cm，上部為C25混凝土壓頂，厚度為10 cm。截水溝形式如圖3 所示。

圖3 截水溝形式圖（單位：cm）

3.2.3 平臺排水溝

通過上文的分析可知，較高邊坡地段存在兩級邊坡，因此，應在相鄰邊坡間設置平臺排水溝，用來收集上一級邊坡的排水，同時減少對下一級邊坡的沖刷。本項目中采用的平臺排水溝寬度為2 m，斷面結構為梯形。截面尺寸為：下底寬為0.3 m，上底寬為0.6 m，高為0.3 m，材料與截水溝相同。平臺排水溝如圖4 所示。

圖4 平臺排水溝示意圖（單位：cm）

截水溝和平臺排水溝與道路縱坡變化規律一致，但該坡的坡度范圍保持在0.3%～3%，可以保證溝內水流暢通，不會產生淤泥堆積，且不會出現溝底沖刷的現象。

3.2.4 跌水

跌水應設置于挖方陡坡段，通過跌水可以將邊溝的水引入自然水系中。本項目中，跌水應進行分級澆筑，每級長度為2.5 m，高為5 m，材料與截水溝使用材料一致。

3.2.5 急流槽

急流槽主要由以下部分組成：進水槽、主槽和出水槽。主槽主要為消力池。急流槽的斷面尺寸、砌筑材料與截水溝相同。主槽消力池長1.4 m，寬0.9 m，高0.6 m。砌筑材料為碎石和M7.5 漿砌片石。碎石墊層厚度為10 cm。

3.3 臨水邊坡設計

本項目路線穿越河塘共計5 個，其中2 個河塘地基處理方法為換填。3 個河塘只有部分區域侵占路基，因此，應進行臨水邊坡設計保證路基邊坡的穩定性。在對臨水邊坡設計前，應對河塘進行換填。

填方邊坡坡率為1∶1.5，坡度較緩，為保證邊坡的穩定性，對臨水面的邊坡進行M7.5 漿砌片石護坡，同時，采用1∶2 的水泥砂漿進行勾縫。片石抗壓強度大于30 MPa。漿砌片石進行邊坡防護時，應每隔10～15 m 設置1 道伸縮縫，寬度大約控制在2 cm，伸縮縫應以瀝青填充。

挖方邊坡外側設置1 道梯形圍堤，堤頂寬為1 m，兩側邊坡坡度為1∶1.5。臨水邊坡采用防護形式與填方保持一致。不同之處為增加黏土包邊處理。臨水邊坡設計如圖5 所示。

圖5 臨水邊坡設計圖（單位：cm）

4 結語

本文通過對市政道路的邊坡進行設計，最終得出以下結論：

1）依托實際工程對市政道路的邊坡進行了設計，填方邊坡設置坡率為1∶1.5，挖方邊坡設置坡率為1∶1，同時，采用植草皮進行防護。

2）為防止地面水以及山坡水流對道路產生強烈沖刷，填方路段設置1 m 高的漿砌片石護坡，挖方設置邊溝、截水溝、平臺排水溝、跌水和急流槽等結構設施。

3）對于臨水面的填方邊坡進行了漿砌片石護坡，挖方地段增加了黏土包邊，保證了路基的穩定性和道路的安全性。