公路土质边坡稳定可靠性分析及综合防护技术

摘 要 在公路工程施工中，边坡的稳定是影响公路能否安全、高效运行的主要因素之一，如果公路边坡出现塌陷与滑坡，不仅影响该地区道路来往车辆的安全行驶，还会造成严重社会影响。所以，相关施工单位一定要高度重视公路边坡防护施工，施工人员要把握好每一个施工要点，做好边坡的细节处理，以保证施工的质量。公路边坡防护技术在公路工程建设中的应用可以提升整个工程建设的安全性，同时可以避免公路边坡灾害，减少人员与财产的损失。因此，做好边坡加固与防护成为公路工程建设工作的重中之重。

关键词 公路工程;土质边坡;稳定性;防护技术

引言

随着我国经济的不断发展，社会化进程的加快推进，基础设施的建设也就愈加重要，例如公路工程建设，直接影响着社会主义经济的发展和人们的出行。基于此，我国也加大了公路工程的建设，但建设中有一些重点环节直接影响着施工质量，如边护坡工程，若不能合理的构建对后期的使用和行驶安全都有着很大的威胁，在施工中就需要重视起来。因此，本文重点对公路工程中土质边坡稳定性及防护技术进行论述，望对实际的施工起到参考作用。

1边坡稳定性判据

《路基设计规范》（JTGD30-2015）以边坡安全系数大小作为边坡的稳定性依据，安全系数最常用的求解方法是强度折减法，强度折减法主要采用力和位移的不收敛和塑性区贯通两种判断形势作为边坡失稳的标志。通过研究发现，斜坡失稳的软弱滑动带总是沿着最大剪应变速率增量的方向，从坡脚到坡顶的塑性应变贯通作为边坡失稳的标志更为全面。国内外目前对临界位移的取值仍无统一的理论，有研究基于NewMark方法对某区域地震滑坡进行了位移预测，总结了区域地震边坡的稳定性。边坡的失稳仅通过整体位移的大小来判断是片面的，取两个坡长不同的边坡模型，整体位移大的边坡模型安全系数也较大，所以位移往往需要与其他判据综合判断边坡失稳[1]。

2公路土质边坡综合防护技术

（1）柔性防护。柔性防护措施适用于任意坡面地区，该技术柔性、防护强度以及施工难易程度上较其他防护措施都有一定优势。并且柔性防护措施对周边环境的影响较小，对加强岩土稳定性，进行植被保护都能起到积极作用。针对柔性防护网系统的不同，也将其分为被动防护和主动防护两种形式。主动防护系统主要是将易破碎岩土用柔性网进行包裹或覆盖，限制边坡风化和易脱落、崩塌岩石片石，可将崩落岩石控制在相应范围。被动防护系统是用钢丝绳网、环形网等金属柔韧性较强防护网建成防护墙或防护面，设置位置多在边坡适当区域，用于阻挡突然降落的滚石或岩土，避免滚石砸毁公路和来往车辆。

（2）挡土墙施工技术。挡土墙施工技术的适用性较强，应用也较为广泛，同时也随着越来越多的应用使得这一工艺愈加成熟，但也存在一定的缺点。因此，在施工中就需要特别注意。具体操作如下[2]。

1）现场清理工作：挡土墙施工前期的基地开挖过程中，同样也得需要进行清理工作，这时就需要由相关人员对施工现场进行清理，这样一来后期才便于后期的开挖工作。除此之外，在基坑挖掘时，还要需要设置排水沟，减小雨水对基坑造成的伤害，又能保证工作人员的安全。

2）基低处理：在基地处理工程中，可以先使用电动夯实机，增加夯实的效果，便于后期工程的施工。

3）模板安装：模板工程的安装工作，还需要先对材料进行检验，保证材料符合标准和质量，此外，还需要对模板的表面进行抛光。在安装过程中，还需要施工人员的配合，这样才能提高工作效率。

4）合理设置伸缩缝：伸缩缝的设置一般来说每道约20cm，使用沥青棉絮进行墙体填充。

5）片石混凝土挡墙施工：正式浇筑施工前，需要对构建进行检验，例如支架、钢筋等材料，保证其满足混凝土浇筑时再进行。另外，在浇筑过程中，还需要保持材料的连续性，这样才能保证浇筑质量。完成浇筑后，需要组好混凝土的养护工作。

6）拆除模板：拆除模板前，还需要先对混凝土进行检查，保证混凝土强度达到标准之后再进行拆除工作。

3工程概述

受持续性强降雨影响，2016年7月19日，某市乡村S311公路边坡发生土石滑塌，堆积体掩埋了省道近100米，造成了较长时间交通阻断。本文以S311公路边坡为典型案例，根据边坡物质结构、破坏特征进行了失稳机理分析，并根据类土质边坡特有的工程特性提出了相应的治理方案[3]。

4边坡失稳形成机理和破坏模式分析

针对类土质边坡的特点，从地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、人类活动等方面进行分析，研究边坡失稳成因。

（1）边坡失稳机理影响。该处边坡稳定性的主要因素是降雨，其次为人类工程活动、岩土体性质、地形地貌等因素。该区属剥蚀丘陵地貌，地形起伏较大，边坡坡度一般>35°，上覆第四系残积土和全风化花岗岩表层土体结构松散，孔隙率高，渗透系数高，下伏强-中风化花岗岩由于地质构造的影响使得局部岩体破碎，且节理裂隙发育，工程力学性质差。在连续性强降雨下，大量雨水沿孔隙和裂隙面渗入坡体，导致坡体的容重迅速增大，降低岩土体的抗剪强度，同时浸润软化滑带附近的岩土体，再加上修建S311时人工切坡使得坡腳产生了高陡临空面且未进行合理有效的支护，在重力、地下水及降雨因素的共同作用下，造成了边坡失稳。

（2）破坏模式。该处坡体破坏表现为前缘先发现拉张裂缝，使整个坡体向下滑动，下部下滑力增大。由于前缘存在较高的临空面，在长时间降雨或暴雨诱发下，前缘局部产生小型崩塌，后部坡体失去支撑面，破坏坡体原有平衡状态，导致整个坡体失稳。其破坏模式为牵引式破坏[4]。

5治理方案

该处边坡滑动面不深、但坡度较陡，采用抗滑桩治理效果不明显。综合考虑采用“清坡、放坡+格构锚杆+挡土墙+钢管桩+截排水沟+复绿工程+监测”结合的防治方案。此方案针对性强，治理效果好，且格构框格中可以进行复绿，符合生态治理的宗旨。

（1）清坡+四级放坡工程。由于花岗岩类土质边坡具有较强的临时自稳性，给边坡陡开挖留下足够的施工时间。设计先清除边坡松散堆积体和表层松散土体，再对坡体进行四级放坡处理，第一、二级边坡坡比1∶1.5，第三、四级边坡坡比1∶1.0，各级之间设2.0m宽马道。

（2）锚杆格构工程。花岗岩残积土边坡不同于一般残积土边坡，其显著特征为边坡坡体中存在结构面，这使得花岗岩类土质边坡开挖卸荷效应较一般均质土边坡更强。因此在边坡下级开挖前，需要对上一级边坡进行有力支护。设计对开挖坡面进行格构锚杆支护，并布设坡面排水系统。锚杆根据坡面形态布设，法向间距3.0m，排距3.0m，长度6.0～9.0m。

（3）挡土墙工程。类土质边坡抗冲刷能力差，边坡坡脚易首先出现局部剪切变形，并逐段向上发展引发边坡整体失稳，因此需加強支挡护脚设计。在边坡坡脚处布设重力式挡土墙，高4.2m，顶宽1m，底宽2m，埋深1m。

（4）钢管桩工程。边坡后缘西侧覆盖层厚，为确保稳定，在后缘西侧变形区域设全埋式注浆微型钢管桩支护，钢管桩桩长12m，采用Φ108×5的无缝钢管，按三排梅花形布置，横向间距1.0m，排距0.4m。采用截面为1.0m×0.5m的冠梁将三排桩顶连接。

（5）截排水沟工程。类土质边坡开挖卸荷效应明显，易在坡上方形成张性裂缝，遇降雨充水后产生静水压力，进一步造成坡体抗剪强度降低，因此，特别要做好边坡外围截水和坡面排水工程。在周界外围设置截水沟，在每级马道内侧设A型排水沟，在挡土墙底部设B型排水沟。截排水沟均采用C20砼浇筑，截水沟底宽0.4m，顶宽0.6m，深0.4m;A型排水沟截面尺寸0.4m×0.4m;B型排水沟截面尺寸0.5m×0.5m。

（6）坡面防护工程。类土质边坡抗冲刷能力差，在强降雨冲刷作用下坡面易形成沟槽，造成边坡稳定性下降。应加强坡面抗冲刷防护，在对坡体进行格构锚杆支护后，在格构梁框格中采用喷播绿化护面，并对各级放坡马道进行碎石硬化。

（7）监测工程。为了保证边坡在工程施工过程以及运行过程中的安全，在治理工程施工期间及竣工后1年内监测地表沉降位移、裂缝发展以及支档结构的水平垂直位移，以判断边坡稳定性及设计合理性和结构的安全性[5]。

6结束语

在公路建设中，由于人工、自然影响，如施工处理不当，极易造成水土流失，边坡失稳，危及行车安全，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，应结合公路沿线的地质构造、岩土性质及地形地貌，对公路边坡潜在的不稳定因素定期进行定性和定量分析，在进行地质灾害危险性评估的基础上，提出若干可行性治理方案，及时采取相应对策，避免边坡病害的发生。

参考文献

[1] 卫高明.坡形对路基边坡稳定性影响数值分析[J].兰州工业学院学院学报，2018（3）：20-23.

[2] 刘绪洋.坡体形态对黄土边坡稳定性的影响研究[J].工程建设，2018（8）：53-57.

[3] 毛雪松，肖亚军，王铁权，等.坡体外形对松散堆积体路基上边坡稳定性影响分析[J].公路，2017（11）：36-41.

[4] 胡厚田，王安福，刘涌江，等.花岗岩类土质高边坡稳定性研究[J].岩土工程学报，2009（6）：824-828.

[5] 赵炼恒，曹景源，唐高朋，等.基于双强度折减策略的边坡稳定性分析方法探讨[J].岩土力学，2014（10）：2977-2984.

作者简介

程加兴（1991-），男，湖南平江人;学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：平江县农村公路服务所，研究方向：工程建设股技术人员。