公路路堑边坡防护技术探讨

龚东雪 赵 鑫

（1.南阳路远公路工程试验检测有限公司 南阳 473000； 2.南阳市交通基本建设工程质量监督站 南阳 473000）

长期以来，公路路基边坡的防护技术是公路修筑中的一个薄弱环节。随着我国公路建设的飞速发展，特别是高等级公路在全国兴起，由于高速公路对纵断面要求比较平缓，在微丘和山岭区必然造成大填大挖，因此边坡的防护问题也日益突出。因此，如何根据不同的施工条件和地质情况，加强对路堑边坡的防护工程措施，成为公路工程技术人员研究的重点。对此，笔者在多年工作经验基础上，对公路路堑边坡防护技术及未来发展趋向进行简要介绍。

1 选择防护技术的原则

路堑边坡防护技术的种类和方法是多种多样的，但应符合“因地制宜、就地取材、经济适用、照顾景观”的原则。因地制宜，就是要结合实际地形、地质条件，确定防护方法，过高的防护标准将会增加工程造价，过低的防护标准则又达不到防护的目的，因而结合实际情况制定出适宜的防护措施是非常必要的。就地取材，就是尽量利用在当地适合植物生长的土质路段，优先选用植物防护；经济适用，就是要力求节省工程费用和其他开支，既要少花钱，多办事，又要经济耐用和养护工作量小；照顾景观，就是不但要能保护边坡，而且还应当力求适合当地环境，美观一些。虽然修建公路对其周边经济发展起到了巨大的促进作用，但对环境也造成一定的破坏，所以应当尽可能采取符合环保要求并与周围景观相协调的防护措施，以弥补对生态环境造成的损害，所以要与环境效益结合考虑。

2 防护技术的类型

公路路堑边坡防护技术大体上可分为2种类型，即植物防护和工程防护。

2.1 植物防护

植物防护就是在边坡上种植草丛或树木或两者兼有，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的目的。这对于一切适合种植的土质边坡都是应当首先选用的防治措施。植物防护还可以绿化环境，和周围景观相协调，也是一种符合环保要求的防护办法。草种应就地选用覆盖率高，根部发达、茎叶低矮、耐寒耐旱且具有匍匐茎的多年生植物品种，也可引进适应当地土壤气候的优良草种，其中属于禾木科的如兰茎冰草、扁穗冰草和无芒雀麦等；豆科植物有红豆草、小冠花和柠条等。草种有条播法、喷撒法、密铺法、框架内植草等方法。还有植树法。植树不仅可以加强边坡的稳定性，防风固沙，减轻冰雪对路面的危害，还可以美化路容，调节小气候。大量栽树还可以获得部分木材，增加收益。但是高大乔木不能植于公路弯道内侧，以免影响视线。

2.2 工程防护

对不适宜植物生长的土质或风化严重、节理发育的岩石路堑边坡，以及碎石土的挖方边坡等，只能采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型很多，有护面墙防护、干砌片石防护、锚杆防护、抗滑桩防护和挡土墙防护。各种防护技术都各有其优、缺点和适用条件。一般说除锚杆、抗滑桩和挡土墙外，其他各种防护皆不承受荷载，所以只要边坡稳定，可以不进行内力分析，直接根据适用条件选择使用。现简单介绍如下。

2.2.1 坡面防护

坡面防护包括抹面、捶面、喷浆、喷射水泥混凝土等形式。

（1）抹面防护。对于易受风化的软质岩石，如页岩、泥灰、千枚岩等材料的路堑边坡，暴露在大气中很容易风化剥落而逐渐破坏，因而常在坡面上加设一层耐风化表层，以隔离大气的影响，防止风化。常用的抹面材料有各种石灰混合料灰浆、水泥砂浆等。抹面厚度一般为3～7cm，可使用6～8年。为防止表面产生微细裂缝影响抹面使用寿命，可在表面涂一层沥青保护层。

（2）捶面防护。捶面防护与抹面防护相近，其使用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的材料除石灰、水泥混合土外，还有石灰、炉渣、粘土拌和的三合土与再加适量砂粒的四合土。一般厚度10～15cm，捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵御较强的雨水冲刷，使用期约8～10年。抹面、捶面是我国公路建设中常用的防护方法，材料均可就地采集，造价低廉，但强度不高，耐久性差，手工作业，费时费工。

（3）喷砂浆和喷水泥混凝土防护。喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡。对于这些边坡采用抹面、捶面防护的方式就难以奏效，故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷浆或喷射混凝土可以防止坡面进一步风化、剥落，同时可使裂隙间破碎石块得到砂浆充填而加固。由于水泥砂浆和水泥混凝土均具有很高的强度，因而可以收到较好的防护效果。

2.2.2 砌石防护

砌石防护包括护面墙、干砌片石防护、浆砌片石护坡。

（1）护面墙。护面墙是采用浆砌片石结构，覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡，使之免受大气影响而修建的墙体，以防止坡面继续风化。在缺乏石料的地区，也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑。护面墙除自重外，不担负其他荷载，也不考虑承受墙后的土压力，因此护面墙除防护边坡外，也能增加路堑美观。所以在岩石甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙，以美化路容。

（2）干砌片石防护。干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填、挖方边坡，以防止雨、雪水流冲刷。在砌面防护中，宜首选干砌片石结构，这不仅为了节省投资，而且可以适应边坡有较大的变形。干砌片石受水流冲击时，细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的沉陷，为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力，应在干砌防护下面设置碎石或砂砾构成的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础。

（3）浆砌片石防护。浆砌片石防护也是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满，使砌石成为一个整体，以保护坡面不受外界因素的侵蚀，所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。砌石防护的优越性是显而易见的，它坚固耐用，材料易得，施工工艺简单，防护效果较好，因而在公路的边坡防护中得到了广泛的应用。

2.2.3 锚杆防护

锚杆防护适用于坡面为碎裂的硬岩或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的路堑边坡，特别对岩层倾角接近边坡坡脚和有裂隙的原层岩石，更为适合。施工时，在岩石边坡上尽量垂直于岩层倾角，用凿岩机械钻孔至稳定基岩区。将锚杆插入，用水泥砂浆锚固，使坡面岩体和有下滑可能的岩石与基岩连成整体。若岩石边坡破碎，节理发育时，可在锚杆与坡面间同时采用喷浆或挂网喷浆以提高防护能力。锚固深度应根据岩体性质确定，并伸入到稳定基岩内。锚孔插入钢筋锚杆后，即用压力灌注水泥砂浆。若采用挂网喷浆时，铁丝网可使用较细的普通镀锌铁丝编制。也可以采用高强度聚合物土工格栅代替铁丝网。

2.2.4 抗滑桩防护

滑坡是路堑边坡中经常遇到的一种自然灾害。大的滑坡灾害的发生可造成交通中断，对人民的生命和财产构成极大的威胁。因此应采取有效的措施对其进行整治。设置抗滑支挡结构，阻止坡体的滑动，这是目前工程中应用最广的方法，其结构型式有多种类型，如抗滑挡墙、抗滑桩、抗滑锚索桩等，其中以抗滑桩的应用最为广泛。抗滑桩防治滑坡的基本原理是在滑坡中的适当位置设置一系列桩，桩穿过滑面进入下部稳定滑床，利用锚固段阻止坡体的滑动。

2.2.5 挡土墙防护

公路路堑边坡防护工程中，大量的挡土结构得到了广泛应用。挡土墙按断面的几何形状及特点，常见的形式有：重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式和竖向预应力锚杆式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围，在处理实际挡土工程时，应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价，选取合适的挡土结构型式，做到安全、经济、可行。

（1）重力式挡土墙。重力式挡土墙是以挡土墙墙自身重力来维持其在水土压力等作用下的稳定，是我国目前常用的一种挡土结构型式。重力式挡土墙可用砖、石、素混凝土、砖块等建成，其优点是就地取材、结构简单、施工方便、经济效益好；缺点是工程量大，地基沉降大，它适合于挡土墙高度在5～6m的小型工程。

（2）锚杆挡土墙。锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的支挡结构物。面板起支护边坡土体并把土的侧压力传递给锚杆的作用，锚杆通过其锚固在稳定土层中的锚固段所提供的拉力来保证挡土墙的稳定，而一般挡土墙是靠自重来保持其稳定。

（3）土钉墙。土钉墙是由放置在土体中的土钉体、被加固的土体和喷射混凝土面板组成，三者形成一个类似重力式墙的土挡土墙。土钉的复合土体起着箍束骨架作用，从而提高了原位土体强度。由模拟试验表明，土钉墙在超载作用下的变形特征，表现为持续的渐进性破坏，而素土表现为脆性破坏。

（4）锚钉墙。锚钉墙支护技术有着比单纯锚杆支护或土钉支护更广泛的适用范围，它可结合锚杆深部加固和土钉浅部加固的优点，来对边坡进行加固处理。

（5）悬臂式挡土墙。悬臂式挡土墙是钢筋混凝工结构，由立臂、墙趾板和墙踵板3个悬臂部分组成，墙身稳定主要依靠墙踵板上的填土重力来保证，断面尺寸较小。

（6）扶臂式挡土墙。扶臂式挡土墙也是钢筋混凝土结构，由立臂（墙面板）、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，沿悬臂式挡土墙的墙长，每隔一定距离增设扶肋，把立臂与墙踵板连接起来。

（7）柱板式挡土墙。柱板式挡土墙由钢筋混凝土立柱、挡板底梁、底板、基座和钢拉杆组成，借底板上部土体的自重作用平衡全墙。该墙适用于土质路堑高边坡或处治边坡坍塌。

（8）竖向预应力锚杆式挡土墙。竖向预应力锚杆式挡土墙是将锚杆竖向锚固在地基中，并砌筑于墙身内，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定性。适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙。

3 路堑边坡防护技术发展趋向

3.1 工程防护逐渐减少

工程防护形式的防护能力强，但是美化效果差。修建较早的公路路堑边坡防护大都是不见草木，尤其在北方地区更普遍。采用浆砌片石网格、预制混凝土网格、预制混凝土六角块等相对美观，但从与周围环境相协调的角度来看，都有明显的人工迹象。随着我国公路的高速发展，对公路沿线景观的要求不断提高，美观及与自然环境相协调越来越受到人们的重视。工程防护的应用在不断减少，除了有些地方必须采用这种防护方式外，许多高速公路都尽量避免这种形式，以达到较好的环境景观效果。

3.2 大力发展生态型防护

生态型植被护坡不仅能起到保护路堑边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及温度变化的影响，防止延缓软弱岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变进程，保护边坡的整体稳定性，而且在一定程度上还可以兼顾美化、恢复生态环境和协调自然环境的作用。在当今全社会对环境保护非常重视的环境中，生态型护坡必然成为今后公路边坡防护的主流形式。大力发展和研究新型的边坡生态防护技术是今后发展的趋向。目前，许多高速公路边坡上还大量采用了植被防护的形式，并采用了不同的植被类型，取得了较好的环境景观效果。

4 结语

公路及其附属建筑物的边坡稳定是保证其正常使用的前提条件。边坡的防护技术类型很多，本文只介绍了一些较常用的类型，对其各自的特点及适应性进行了描述，并探讨了路堑边坡防护技术今后的发展方向。在实际工作中，还要强调自然界和人为因素的到为作用，强调岩土参数的准确性，因地制宜地选用上述方法，进行符合实际的准确设计计算，达到边坡防护的目的。