探究道路工程高边坡设计的关键问题

摘要：随着时代的发展，道路工程建设进入了全新的发展阶段，道路工程中高边坡设计是保障施工稳定性的关键，在这样的阶段下，积极提升道路工程的开展价值，促进整体道路工程的优化发展。在高边坡设计过程中，需要根据工程实际情况，做好工程优化部署，这样才能提升整体的工程价值，保障高边坡设计稳定进行，提升整体工程的质量。

关键词：道路工程建设;高边坡工程;设计关键问题

引言

在地形地貌形式中，边坡是其中的所广泛存在的形态之一，在交通建设中常常会碰到较为复杂的地形地貌，随着道路工程建设区域的扩展以及难度的增加，高边坡地形因为容易出现变形破坏而对道路工程施工运营和施工造成安全隐患，从而为道路工程设计和建设带来了一定的困难。在道路工程中，高边坡的施工是有效避免雨水冲刷与崩塌滑坡的措施。合理的高边坡设计与施工在道路工程中是非常重要的。如果道路工程高边坡的设计出现问题，将会在一定程度上威胁人们的生命财产安全。因此，相关人员必须要重视道路工程高边坡设计问题。

1、高边坡内涵和影响因素的分析研究

1.1高边坡内涵

在道路施工过程中，并非完全都是在平地上施工，在一些山区，在山中建设道路工程就需要关注边坡。边坡是指，在路基两侧做成的，一种具有保护作用，兼具生态作用，具有一定坡度的坡，边坡的存在价值是保证路基的稳定性，用于岩性差、强度低、易风化的岩层或堅硬岩层但出现风化破碎情况、表面风化剥落的岩质地带，是保障脆弱地带岩土稳定性的关键。高边坡的作用是防止雨水冲刷，起到固土护坡的作用，还能有效保持水土平衡，保持路基、边坡稳定，这样一来，高边坡施工本质上是保障整体的施工开展的重要措施，具有很高的应用价值[1]。

1.2 影响高边坡稳定性的因素

（1）机械设备的使用。在道路工程施工过程中，需要应用多种技术设备提升工程效率，而基于目前建设项目规模比较大的现实情况考量，建筑机械的大量使用能节省操作时间，这样就会产生了使用的机械材料设备较多的情况。边坡工程现场多为坡地、地质不稳定地带，如果机械使用过多，堆放过程中容易增加土壤负荷，从而导致土壤的受力发生改变。其次，在施工中，因为施工振动、爆破等作业的震动过大的问题，也会对土体荷载及其受力产生较为严重的不良影响。

（2）岩土稳定性。高边坡工程所处位置大都是山区，这样也导致整体施工的地质条件存在较为特殊的问题，而一般的工地上也存在整体上岩土砾石较多的情况，影响了岩土的稳定性，正因为岩土之间缝隙较大，大间隙为地表径流带来了更多的储存空间，如果是降雨较多的雨季，岩土中的水压将大大提高，导致岩土的稳定性降低，从安全施工的角度来看，岩土稳定性不高会导致造成裂缝、滑坡等地质灾害。

（3）边坡本身的含水量较高。岩质高边坡位于山区地带，山中的泉水、河水等等让岩土中含水量丰富，含水量较高也会对边坡造成侵蚀，这样一来，会导致地质条件发生变化，影响边坡的稳定性。

2、道路工程高边坡设计常见问题分析

2.1系数分析中的误差

高边坡设计有专门的计算方法和系数，在高边坡设计过程中，需要根据现场实际情况分析相关系数，这样才能对现场情况作出细致的判断，然后，根据各系数进行整体的高边坡设计，确保道路工程高边坡设计是合理的，且有效的。但从目前道路工程高边坡设计的调查研究来看，相关的系数制定大都有很长的年限，加上一些施工人员在前期高边坡考察的时候不到位，就会导致其分析结果往往存在误差，导致高边坡设计方案与实际情况不一致，进而对后期工程施工的顺利实施产生了影响[2]。

2.2加固设计方案选择不当

在高边坡设计阶段，根据高边坡的具体情况和设计要求进行合理设计，确保加固方案设计的适应性和高边坡施工的顺利实施。高边坡支护工程有很多种施工办法，不同的加固设计方案都有不同的施工流程。很多设计人言依然选用比较传统的加固方式，这样一来，尽管整体的工程方案比较稳妥，然而，高边坡加固设计方案往往出现选择不当、设计不合理等问题依然比较常见。在实际的工程过程中，一般都是基于现有的工程机械和工程技术水平，做好加固方案设计，但正因为没有太多的方案变通，实际上工程设计对于建设的成本控制效能不高，如果按照既定的设计方案继续进行施工，造成大量资源浪费是一方面，还会影响加固效果，整体上，方案选择不正确，后续的高边坡施工整体上都会受到影响，也不利于高边坡工程施工的顺利实施。

2.3较少考虑工程中的风险

在道路工程高边坡设计中，需要从多方面统筹规划，进行综合设计。在实际的工程建设过程中，积极提高设计方案的质量，才能保证工程顺利实施。而从目前道路工程高边坡设计的实际情况分析，在设计阶段普遍存在考虑的因素不全面的问题，导致设计方案质量低下。

3、高边坡设计要点分析

3.1高边坡的设计原则

道路工程施工主要是加固施工，在设计阶段主要是在高边坡破坏变形后进行合理施工，从一定的角度来看，高边坡加固施工主要是基于变形和失效操作，在此基础上，边坡和边坡体的有效保护设计主要遵循护坡加固的原则，由于道路施工中高边坡不同，高边坡变形或失效类型不同，因此应根据具体差异有效加固高边坡，以最大限度地减少破坏。在设计阶段严格遵循该原则，稳定整体施工建设效果。

3.2高边坡设计要点

3.2.1动态设计

实际的工程建设中，由于主客观条件多方面的影响，会令工程建设有各种制约，因此，在地基开挖前，有必要深入工程现场做好高边坡施工的整体勘察，只有系统调查地质构造条件，才能确保工程规划设计符合实际需要。鉴于此，应将地质构造调查纳入施工过程，并将其作为前期准备阶段的关键环节。随着开挖工程的深入，应明确该区域地质构造条件的特点，然后对工程设计进行适当调整，一般情况下，需要进行动态的调整，提高施工信息控制水平[3]。

3.2.2预测性设计

由于本工程规模较大，电线分布较广且分散，本期高边坡无变形，因此整个工程设计中对边坡可能变形程度及变形位置的预测主要集中在开挖后。只有获得足够的工程相关数据，做出准确的预测，才能保证工程建设的有序运行。

3.2.3风险设计

如果缺乏完整的地质构造资料，就会产生无法为工程规划设计提供真实可靠参考的问题，从而使得设计人员的工作盲目。此外，因为道路施工中，不同地质构造条件复杂多变的问题，在一定程度上也让勘察难度增加。通常情况下很多施工单位都不重视风险设计，而众所周知，自然边坡是在地质环境的长期变化中形成的，而人工边坡是在短时间内人工和机械合成的，改变了边坡的自然状态和预应力结构条件，这样一来两者之间发生碰撞必然会产生各种风险。因此，在开挖技术后，不可避免地会出现土体松动和地基下沉等问题，导致工程效益不佳。

3.3 高边坡设计过程中需要着重考虑的影响因素

3.3.1地下管线的敷设

道路设计的根本目标是便民，因此，应着重考虑该地区居民的生产和日常生活是否得到有效改善。在实际的道路施工过程中，应当考虑到地下各种管道和电力输送管道的布置，因为地下管线的敷设，将不同程度地影响高边坡路段的安全稳定。因此，在道路设计与施工过程中，应重视此项建设，结合高边坡施工设计，加强整体设计工作的规范化。

3.3.2地质构造复杂

高边坡地段大都是处于地形复杂多变的区域，整体上工程的稳定性较差，这样一来，就极容易受到岩层不稳定等等所带来的不利影响。随着时间的推移，高边坡段岩层结构的分布将出现错位的现象，导致整体地基的稳定性得不到保障。因此应注意高边坡断层面的实际特征和物理应力条件，才能保障整体施工顺利稳定进行。

3.3.3岩石静水和地下水的作用

除了復杂的地形特征外，高边坡路段也非常容易受到岩石静水压力作用的影响。高边坡段岩石之间仍有水。随着时间的推移，静水产生的压力将大大降低岩石表面的预应力。由于道路上部水压增大，部分地基土因强水流的影响而流失，影响高边坡路段的稳定性[5]。

4、道路工程高边坡的稳定性分析

在路基边坡中，开挖高边坡破坏较多，易失稳破坏，病害种类较多。目前，基于预防与预防相结合原则的边坡稳定性计算方法很多。目前工程上主要采用极限平衡法进行边坡稳定性计算分析，及时修正开挖边坡，进行观测，随时监测边坡的稳定性，最大限度地减少事故的发生。极限平衡法基于沿破坏面砌块的剪切阻力与沿破坏面砌块的剪切力之比。计算块体的稳定系数，假设一个破坏面，将破坏面内的土壤视为分离体，计算作用在分离体上的力系统达到静态平衡时所需的岩土阻力或抗剪强度，与破坏面实际提供的岩石和土壤的阻力或剪切强度进行比较。在高边坡施工中，做好天然边坡稳定性的评价非常关键，一般的操作流程为，通过钻孔岩心分析，边坡开挖后，边坡顶部的岩石结构，如边坡粉质粘土层和全风化岩土，强度较低，开挖后风化和含水量增加，强度较低。边坡开挖后，土质边坡因强度不足会产生坍落变形或圆弧滑动变形。若边坡中下部为中风化砂质泥岩，则边坡节理裂隙发育，容易因坡脚应力不足而产生挤压变形破坏[4]。

5、道路工程高边坡设计优化探究

5.1设计系数的严格控制

上文已经提到了在道路工程的高边坡设计中可能存在的负面影响因素，为了让高边坡设计不会受到这些因素的影响，那么就需要在设计工作中对设计参数进行严格把控，确保设计参数具备足够的精确度和全面性，使得高边坡设计的质量能够得到充分的保障。首先在设计前应该调查相关的设计参数，例如相关的稳定性和安全性系数等等，在实际调查的过程中，应该由设计人员对施工现场进行勘察，并根据具体的情况来进行设计，从而提升设计的合理性，例如在设计中通过勘测来了解到滑动面的稳定程度，然后根据实际状况来进行设计，从而提升设计合理性，这对于提升高边坡设计质量有着重要的意义。其次，在进行高边坡设计的过程中，应该从可行性、成效、造价、安全等方面来进行综合考虑，在以安全为前提来尽可能的让设计造价更加合理，通过高边坡设计方案的合理选择，确保方案得以有效实施。另外，在完成设计方案后要根据实际情况来对其进行审核和对比，除了要对方案的安全性和合理性进行分析之外，也要考虑到该方案是否具备足够的可行性，要保证该方案的参考价值达到要求，这样才能够为后续的高边坡施工打下良好的基础。

5.2对设计原则进行明确

道路工程建设有利于社会经济的发展，是社会发展进程中十分重要的基础设施，要保证设计的合理和安全，需要在进行道路工程高边坡设计时对其基本原则进行明确，这样才能够确保施工得到顺利的开展。高边坡设计中的重要内容是加固设计，根据高边坡的变形和破坏问题来进行设计，在对高边坡进行加固设计时，应该将其中的破坏变形模式作为重要依据，以此为前提条件来对边坡进行防护设计，在这个过程中严格遵循防护加固这一基本原则。因为工程高边坡所处位置存在一定的差异，使得高边坡发生变形或者破坏的情况也有着一定的区别，所以需要结合实际情况来对高边坡进行加固设计，将破坏降到最低。在设计阶段要遵循可行性这一基本原则，避免对植被和树木的破坏，这也是设计工作中需要重点考虑的问题。总的来说，在高边坡设计中，应该对各项资源进行有效的整合，遵循稳定、节能、安全、可行这几方面原则，确保高边坡设计具备足够的有效性。

5.3选择合理的加固方式

在对高边坡进行加固设计时，需要在了解工程实际情况的基础上来选择最为合理的加固方法，不但能够加强设计方案质量，也能够为工程顺利实施奠定良好的基础。例如在对高边坡进行稳定加固时，要在设计中重视锚喷加固这一方案，通过对这一方案的应用，能够显著提升岩土体强度，让边坡的坡体和坡面能够变为整体，从而提升整体的稳定性。如果在高边坡中存在稳定性不足的问题，那么可在设计中应用预应力锚杆这一加固方案，利用钢绞线和抗滑桩来对坡体力进行有效的分散，并将其转移到抗滑桩下部，从而提升高边坡稳定程度，为施工的顺利开展奠定基础。如果因为其他因素的影响而导致土质失稳，那么则可采用抗滑桩、水泥砂浆、锚喷加固等材料，并在方案中对材料的格局和布置进行明确，从而对高边坡进行有效的加固，提升其稳定性。总而言之，在高边坡设计工作中，应该考虑到具体的设计要求和标准以及具体的情况，从而提升设计的合理性和适应性，确保后期的施工能够得到顺利的开展。

6、结语

总而言之，随着中国市场经济的发展和人民生活水平的不断提升，关于提高道路工程建设效能的相关研究不断深入，在实际的工程建设过程中，道路施工需要关注高边坡施工得以顺利进展，切实保障山区道路施工的平稳有序进行，高边坡施工的稳定性直接影响到整体工程的安全性和科学性，积极部署。

参考文献

[1]桑伟宁，吴红波.山区高速公路高边坡稳定性分析及动态设计[J].安徽建筑，2021，28（09）：149-152.

[2]胡丰产，李奇，李宝友，吴松锋.豫南花岗岩地区岩质高边坡工程治理方法[J].建筑技术开发，2021，48（15）：144-145.

[3]张晓杰.既有高边坡下深基坑支护设计与施工监测[J].江西建材，2021（06）：83+85.

[4]陈钦庭，程小栓.粤境某山区高速边坡稳定性及动态设计浅析[J].低碳世界，2021，11（06）：223-224.

[5]吕军. 临近高边坡深基坑桩锚支护结构设计与监测分析[D].西南科技大学，2021.

作者简介：李硕，1981.09.27，男，汉族，四川仁寿，高级工程师，大学本科，中国电建成都勘测设计研究院有限公司，道路工程

2030501186311