高速公路边坡工程处治设计原则与常用技术

沈群良

(浙江交工集团股份有限公司设计分公司，浙江杭州310051)

高速公路边坡工程处治设计原则与常用技术

沈群良

(浙江交工集团股份有限公司设计分公司，浙江杭州310051)

经过20多年大规模公路建设，我国高速公路网总里程已超过10万km。因此，土木工程领域对高速公路边坡工程处治设计与技术的关注度不断上升。就高速公路的边坡滑坡问题进行了研究，并以此为基础对边坡工程的相关处治设计展开重点分析，同时也对常用的处治技术进行了阐述。

高速公路;边坡工程;处治设计;技术

1 边坡工程处治设计原则

1.1 边坡工程极限状态设计原则

处理好边坡稳定性与与经济间的平衡是设计边坡的首要问题，以达到用最经济的方法增强边坡设计的可靠性与稳定性。边坡的可靠性是其耐久性、适用性以及安全性的总称，指的是在规定时间与条件下，边坡及其支护结构能够将自身整体稳定性进行保持的能力;边坡的耐久性指的是随着时间变化，边坡及其支护结构在正常维护下能够将其整体的稳定性进行维持，而且不会因为边坡变形受到影响;边坡的适用性指的是正常使用边坡及其支护结构时，能完成预定的使用要求，例如边坡在作为建筑物环境时，能够将主体建筑物的正常使用进行维持;而边坡的安全性指的是在正常施工、使用的边坡及其支护结构能够很好地承受各种荷载作用，并能在突发事件发生后保持整体稳定性。在设计边坡工程的过程中，一般均采用极限状态设计法，即将主体建筑物的设计基准期为边坡设计的基准期。极限状态设计法有两种极限状态，即正常使用时的极限状态与承载能力时的极限状态，前者指的是边坡变形量与支护结构处于一个能够对近邻建筑物的耐久性和正常使用产生威胁，从而导致该建筑物无法符合结构设计年限要求的状态;后者指的是边坡失稳、锚固系统失效以及支挡结构的强度遭到破坏的状态。

1.2 荷载效应原则

在分析边坡的稳定性并进行计算的过程中，主要涉及的荷载如下:偶然荷载、可变荷载、地下水产生的渗透压力荷载与静水压力等荷载、建筑物产生的附加荷载、边坡岩土体自重荷载。应结合不同极限状态设计的要求，取决不同荷载的代表值。可变荷载的代表值一般为其准永久值、组合值以及标准值，永久荷载的代表值一般为其标准值。根据边坡处治结构，并结合其极限状态进行设计，将各荷载的标准值定为荷载基本代表值。在对基准期最大荷载概率的分布进行设计时，某一分位数能够确定各个荷载的标准值。根据荷载出现的累积持续时间确定准永久值。结构承受两种及以上的可变荷载，并按照其正常使用与承受能力的极限状态进行短期的组合设计的荷载代表值是可变荷载的组合值。

1.3 设计计算原则

支护结构强度设计计算，其中包含立柱和挡墙基础地基的抗压、抗剪、局部抗压以及地基抗压，锚杆抗拔力;在边坡设计中的锚杆挡墙设计工作中，需要对挡墙基础和立柱的承载能力以及锚杆抗拔能力等进行合理的、正确的运算;在边坡滑坡位置或者是边坡滑塌会对四周的建筑产生一定的影响时，需要对边坡支护整体结构的稳定性或者局部的稳定性进行计算;如果对边坡变性有相对高的要求时，需要对边坡实施全面的变性分析工作，并且需要以分析的结构为基础来采取相应的变性措施，以满足相应的需求。

1.4 信息化设计原则

一般情况下，边坡岩土介质具有不稳定性、易变性以及复杂性，相关地质勘查数据无法对其进行准确的确定，此外，边坡工程的设计方法以及设计理论需要以类比性以及经验型为基础。由此可知，边坡设计工作无法一次就都能够定型，其需以工程反馈的相关信息以及监控的资料为基础，不断进行补充和完善，此种方法也是目前边坡设计工作中较为常用的动态设计。此种设计方法相对特别的监控方案以及施工方案，从而来保证在边坡实际的施工过程中能够对原有的设计进行有效的资料补充和完善。1.5边坡设计的综合治理原则

边坡工程设计需要以自身的实际情况为基础，将其和施工应用到的建筑物进行有效的结合，从而来实现综合治理的原则。综合治理原则需要在保证自身稳定性的基础上，对整体的建筑物、四周的建筑的美观度、经济适用度等来实施优化设计工作。

2 边坡处治技术

常见的边坡处治技术包括以下几种。其一，排水，截水沟。将排水沟设置在边坡坡体内部，以保障雨水能够顺畅且尽早排出坡体，防止其破坏边坡稳定性。此外，为避免边坡外部的水流入坡体，冲刷坡面，降低边坡稳定性，一般应将截水沟设置于边坡外缘，从而对坡外水流进行拦截。其二，防护措施。工程防护由植物防护与边坡防护构成，前者既可稳定边坡，又能美化路容，后者则由挂网锚喷防护、喷射素混凝土防护以及砌体封闭防护构成。其三，支挡。抗滑桩、挡墙等称为支挡，采用支挡结构对稳定性较差的边坡岩土实施支挡，属于可靠性将高的处治方式，其优点在于能从本质上对边坡的稳定性进行解决。其四，放缓边坡。此项措施具有安全、经济、简易等特点，因此一般为首选方案。将边坡不稳定的岩土层削掉后，能够减缓边坡的坡度，增强其稳定性。其五，加固。加固通常包含土钉加固、锚杆加固、注浆加固等手段。

3 云南小磨高速公路工程分析

处在小磨高速公路挖方段(K77+525～K77+ 720段)左侧边坡坡顶的老213国道，其横向距离只有110 m，该段边坡属于含砾石高液限粘土，高度为3～5 m，地质较差，边坡高，且并无防护手段。对该国道山体内侧进行改线，(K0+000～K0+262)共长262 m。

分析滑坡稳定性。因滑坡体的移动，K77+ 525～K77+720段左侧边坡从地表向上起拱并出现开裂现象，加之长期被雨水浸泡，其边坡周围已经出现了大面积的坍方现象，滑坡有逐渐往新路基移动的趋势。此外，该段路堑与国道213距离较近，因此，在进行挖方施工时既要保障老国道的行车安全，也要确保新建路基具有较高的稳定性。

治理滑坡的措施。在该段边坡增设排水沟与抗滑桩板墙，桩顶坡面采用四级分边开挖的方式进行，实施预应力锚索加固，同时应用C30混凝土框格梁进行浇筑。在实施抗滑桩挖孔之前，应反压回填K77+510～K77+735段边坡坡脚，构建反压护道防护。稳定边坡锚固之后，运用挂网植草对裸露边坡实施防护。

4 结语

高速公路边坡较为复杂，因此应综合运用多项技术进行加固防护。结合地形与地质特点进行处治，提升防护加固工程的安全系数，降低成本，保障施工地顺利进行。此外，施工部门在处理高速公路边坡不稳时应注重协调周边地质环境，坚持走可持续发展道路。

［1］胡海洋.浅谈高速公路边坡垮塌处治方法［J］.四川水泥，2016，(4):13.

［2］邓蕾蕾.山区高速公路边坡稳定性分析及其防护设计［J］.公路交通科技(应用技术版)，2016，(6):118.

［3］张卫.山区高速公路边坡失稳处治方案浅析［J］.华东公路，2015，(5):60－61.

U416.1

C

1008－3383(2017)04－0064－02

2016－10－03

沈群良(1982－)，男，浙江杭州人，工程师，研究方向:土木工程。