分析公路路基高边坡防护设计

潘祖高，陈 建

(贵州智恒工程勘察设计咨询有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某公路工程在K1266+720处有一个五级边坡，其高度为39.4 m，该边坡在施工中就产生了滑坡，对其实施卸载后，因受到雨水及地层产状等因素的影响，再次产生滑坡。结合现场勘察报告，滑坡体的滑移方向和路线之间为正交，在滑坡体的上部存在一条宽度为0.5 m的裂隙，部分位置的错落高度在1.5 m左右，总方量超过10万m3，是典型的中型滑坡。

2 滑坡成因分析

2.1 地质构造

从地质钻探报告中可知，边坡碎石以强风化板岩为主，其含量在50%左右，结构较为松散，为地表水的渗入创造了良好条件，粘聚力和内摩擦角都会由于含水量的改变而发生明显变化。在强风化板岩层，节理与裂隙均发育，其产状对边坡自稳性不利，倾斜于路线的其中一侧，地表水渗入后极易形成滑动面。

2.2 水的影响

多数滑坡的产生都和降雨有关，从现场勘察结果可知，该滑坡所在区域的地下水资源十分丰富，由于地下水的存在，使岩石发生软化，力学强度降低，导致构造疏松，受动力压水处理作用后，产生下滑。另外，边坡开挖会使重力失衡，此时受降雨作用后，表层将被软化，产生积水圈。边坡表面具有良好的透水性，积水可持续进入到坡面深部，产生滑动面，此时在重力作用下极易产生滑坡。

2.3 施工原因

在原地表进行路基的开挖，势必会使地层受力状态发生变化，原本处在平衡状态的边坡地层会因为开挖进入不平衡状态，使路基失稳。此外，因施工活动往往比较强烈，比如通过放炮对边坡进行修正等，还会对岩层造成一定程度的扰动，使原先的平衡状态被彻底打破。

以滑坡的特性为参照，通过对圆弧滑动面进行的稳定计算来确定滑坡的稳定性。计算使用理正岩土软件实施，计算分为正常与非正常两种情况。经计算，在正常的工况条件下，安全系数比规范的要求小；在非正常的工况条件下，安全系数比规范的要求更小，这说明边坡处在极限稳定状态，必须尽早进行防护，否则滑坡将进一步扩张。

3 边坡防护设计

3.1 抗滑桩

以滑坡的产生原因为依据，结合现场勘察报告，设计采用抗滑桩对边坡予以有效防护。将抗滑桩的下部埋设到滑动面以下，并进入稳定地层，以此平衡抗滑桩上部所受滑动力，确保边坡始终保持在平衡的状态。在滑坡体发生下滑时，因会被抗滑桩阻挡，所以处于桩前的滑体将处在稳定的状态。

通过计算，将抗滑桩确定为矩形钢筋混凝土桩，尺寸为2.5×3.5 m。在二级边坡平台进行设置，桩身尺寸确定为2.5×2.0 m，按照4.0 m的间隔距离布置，桩身需要和边坡上的主滑动方向保持垂直；嵌岩部分的长度，应达到总桩长的1/3以上。成孔时，需在浇筑护壁的同时配置钢筋，以此保证整体受力性能，抵抗土体造成的挤压作用。对抗滑桩配筋进行计算时，结果表明桩身的最大受力与最大变化都处于桩长1/2处的下部。对此，为实现安全性与经济性目标，在桩长的1/2处以下进行双排钢筋的配置，同时在局部配置2～3根钢筋，形成钢筋束。为提高桩体的整体性，于桩顶处设置一个联系梁，以此把所有抗滑桩联系到一起。

3.2 排水设计

根据边坡所在区域的地形地貌，需对边坡现有排水系统予以完善，包括修筑新的排水设施，对失效的排水设施予以修复等。首先，在和滑体后缘相距5 m的位置开挖一处环形截水沟，沟内用浆砌片石进行铺砌。其平面布置应尽可能的保持顺直，同时和径流方向保持垂直，和主线路上的既有截水沟形成一个完整的排水系统，利用路堑顶部的截水沟使水及时的排出到边坡范围之外。除此之外，在挖方平台表面增设急流槽与截水沟，以此加快边坡表面上雨水的排除速度，减轻雨水对边坡表面造成的冲刷。

3.3 坡面防护设计

待坡面上的构造物都完成施工，并保持稳定之后，为了进一步减小雨水造成的冲刷及侵蚀，需认真做好边坡表面的防护设计，一般以植被防护为主，辅以必要的工程防护。在实际的设计工作中，需要尽可能使用满足当地气候要求，且容易成活、根系比较发达的植被。

3.4 边坡表面裂缝处治设计

在边坡的表面，因受到气候等因素的影响，容易产生很多细微裂缝，这些裂缝的存在会为雨水下渗提供通道或临时的赋水空间。对此，设计中还要充分考虑裂缝处治。认真查找边坡表面存在的细缝，然后将其夯填密实。一般情况下，针对边坡表面的裂缝，在设计中都采用注浆的方法来填充和加固，针对坑洼部位，通过填平处理，避免雨水不断下渗，对边坡造成不利影响，引起滑坡等现象的发生。

4 边坡防护施工与注意事项

(1)抗滑桩成孔施工中，为保证人员及设备安全，需采取隔桩跳跃的方法。钻孔内部，应确保通风与照明良好，并尽可能保持干燥。在挖孔的过程中，需要和护壁相互配合，下挖1 m后立即护壁，待护壁的混凝土实际强度达到设计要求的80%后，继续向下开挖，直到设计要求的开挖深度。

(2)桩体钢筋以长度为12 m的规格为宜，这样能减少搭接。孔内的钢筋笼通过焊接而成，每个焊接点之间的搭接长度需要以施工工艺为依据确定，当采用单面焊接的方法时，搭接长度需要达到钢筋直径10倍以上，而采用双面焊接的方法时，其长度应达到钢筋直径5倍以上。另外，对于束钢筋的设置，需要与构造钢筋相捆扎。

(3)施工需要在天气情况良好且土体较为干燥的情况下进行。若施工中突然降雨，应采取有效的防雨措施，比如在边坡的表面覆盖一层彩条布，避免受到雨水的冲刷等。在施工中还要加强临时防排水，比如在夏季多雨的时候进行施工时，应及时的把降水排除到边坡表面以外，同时对垮塌到路床与边沟表面的土体进行清扫。

(4)施工中应切实加强安全管理，保证施工安全，避免安全事故的发生。

(5)在施工过程中还应对现场核对与地质调查等进行加强，充分贯彻和落实动态设计，始终以实际情况为依据对设计进行完善和优化，以此实现经济适用和安全合理的目标，达到最佳的施工效果。

5 结束语

综上所述，边坡在公路工程中属于常见的组成部分，而如果边坡高度较大，则容易产生滑坡，对行车安全造成威胁。目前该边坡处治已经顺利完成，并正常运行了一年左右的时间，经检测，边坡状况始终良好，这说明以上设计合理可行，实现了预期的防护目标。