高边坡坍塌的综合处治设计方式研究

刘建萍

摘 要：为研究高边坡坍塌的综合处治设计方式，以提高高边坡的整体稳定性和安全性。本文结合实际工程，围绕高边坡坍塌产生的主要原因以及处治方式进行展开，重点对高边坡坍塌处治方式设计进行研究。研究结果表明，针对高边坡坍塌问题应严格遵循当地气候、地势、水文等条件进行处治方式设计，在改善边坡病害的同时节约施工成本。

关键词：公路;高边坡坍塌;处治设计方式;边坡防护

中图分类号：U418.5 文献标识码：A

0 引言

随着我国社会经济的不断发展，极大促进交通运输工程事业的发展，加强了各区域之间的交流和联动，因此人们对出行需求有了更高的标准。由于我国幅员辽阔，目前在山区修筑公路较为常见，根据地形地势的特殊性，在山区进行公路工程建设时需对路基边坡进行必要的防护处理。实际应用中应严格遵循水文、气候、地质等条件来进行路基边坡防护设计，另外针对高边坡应采取有效的处治方式，以免产生高边坡坍塌，达到提高路基边坡整体安全性、稳定性和整体强度。本文为研究高边坡坍塌的综合处治设计方式，首先阐述了高边坡坍塌产生的主要原因以及处治方式，重点研究了高边坡坍塌处治方式设计，并在具体工程中进行应用研究。

1 工程概况

萍乡境内S311张佳坊至源洴段是一条主要的省道干线公路和旅游线路，全线长23.7 km，设计行车速度为60 km/h，路基宽度设计为12 m，双向两车道。由于该公路所处地区气候多雨潮湿，日降雨量较大，雨季来临时公路边坡开挖时容易产生临空面，沿着岩土的自重方向容易产生失稳现象，进而出现边坡坍塌和裂缝问题，由于未对其进行及时处理，高边坡坍塌范围出现进一步的扩大，极大降低了公路的安全性，同时也带来了巨大的清方工程量。综上所述，为改善该公路高边坡坍塌问题，决定对处治技术进行设计研究。

2 高边坡坍塌工程特点

2.1 高边坡坍塌主要原因

高边坡坍塌产生的主要原因为在复杂多样的地区如河谷、山坡等进行公路施工时，由于该区域中土壤中的主要组成成分有风化残土、膨胀积土以及碎石等，长时间影响下容易出现公路病害问题，另外随着外界雨季的长期影响，公路路基强度和稳定均会受到较大程度的影响，进而容易产生公路边坡坍塌现象。在公路工程施工过程中，边坡坍塌现象也会受到人为因素所影响，主要表现为工程质量不合格、工程防护不到位等。实际的公路工程建设期内，当公路工程现场中设计、施工、维护等工序出现问题时，外加气候变化，边坡容易存在坍塌或滑坡现象，另外若未及时采用合理有效的防护措施时，高边坡会较长时间的暴露在外界环境中，当存在水土流失或雨水、大风侵蚀时，即会出现高边坡坍塌现象。

2.2 综合处治设计方式

（1）植被防护。采用植被的根系作用效果可有效对土壤进行固结，改善高边坡区域的地质特性，减少水土流失现象，以提高边坡整体稳定性。植被防护方式主要设计原理为选择根系发达且耐活性强的植物在高边坡上进行种植，并在后期加强植被维护养殖，以提高植被的成活率。针对路基边坡坡度较大现象时，可先采用水平叠置的方式铺设一层草皮，再进行植被种植。也可以在高边坡区域直接种植树木，在起到基本边坡防护的同时增大绿化作用，树木的选材应充分结合当地气候条件，并对树木间距进行合理设计。

（2）灰浆防护。选用水泥、矿质材料按照一定比例均匀混合成防护材料，再结合相应设备对高边坡进行固面、填缝处理，改善高边坡的侵蚀影响。采用灰浆进行防护时，当高边坡表面较完整时，可直接进行抹面防护，当高边坡其岩质易风化、侵蚀，可采用喷浆、填缝等方式进行防护处理。

（3）支挡防护。支挡防护其原理是在路基边坡处加设一道抗滑挡土墙或抗滑桩，在路基边坡上选择合适位置进行钻孔、加筋、灌缝等一系列操作，以形成混凝土灌注桩，与路基边坡构成完整个体，构成一套完整的高边坡防护体系，以抵御高边坡的坍塌、滑坡等病害的张力，确保边坡坡面不易产生较大面积的滑动。

3 高边坡坍塌综合处治设计

3.1 坍塌原因分析

（1）地质原因。由于该公路边坡岩层的倾向垂直与线路方向，属于顺向边坡，其岩层的力学性能较差，同时其岩体结构容易碎裂，稳定性较差。高边坡坍塌的主要原因为岩体受切割作用会沿层面逐渐下滑，其坍塌断面如图1所示，通过分析得到该高边坡坍塌产生的原因为边坡结构面与坡向间形成不利空间关系。

（2）水文及气候原因。该高边坡顶线形状主要呈M型结构，降雨天气时凹槽处容易积水，会严重影响边坡整体稳定性，同时在降雨和日照天气的交替作用下边坡岩石结构的安全系数和抗剪强度均会出现不同程度的降低。

（3）施工原因。高边坡的土石开挖量较大，开挖时会不断振动边坡岩体，另外临空面会产生应力，使得裂缝缝隙扩大，加上边坡长时间的暴露，会极大降低边坡的稳定性，进而导致边坡坍塌的产生。

3.2 高边坡坍塌处治措施设计

（1）边坡防护。在进行高边坡坍塌处治前，施工技术人员应对边坡病害具体情况进行现场勘察，针对病害严重区域的护面墙及时进行拆除，再将边坡土体整体沿后进行清理，必要时应在挡墙顶面处加设一道大型的碎落承台，按照现有的边坡坡率将挡墙后部的土体边坡进行放坡处理，放至路堑顶部位置，并在边坡上设置宽度为1.0 m的边坡平台，边坡平台上设置必要的矩形平台截水沟针对坡面积水进行清除。通过勘察得到该高边坡上的土体具有一定自立性，存在滑坡、坍塌的風险，对其采取挂网喷播植草防护措施。另外边坡表面上含有一定量的小碎落，需在养护过程中进行清理。清理完毕后应确保前后坡面可自然过渡，其过渡段不得低于5.0 m。

（2）在坡脚设置重力式挡土墙。针对坡脚碎落承台区域设置高度为4.0 m的挡土墙结构，以便于坡脚土体的固结处理，所设计的挡土墙采用7.5#浆砌片石和10#水泥砂浆进行砌筑抹面施工处理，采用跳槽开挖方式进行挡土墙施工，降低开挖面积过多而导致边坡失稳。挡土墙的墙身处设置定量的泄水孔，并在孔内埋设Φ7.5PVC型号的排水管，并确保排水管露出墙身10 cm的距离，墙身内的排水管应可伸进砂砾滤水层内，同时应在排水管下部加铺一层防水土工布以确保水分可顺利排进，并采用热沥青将土工布与墙体进行紧贴处理。在挡土墙、排水沟、碎落平台间按16 m的间隔设置宽2 cm的伸缩缝，并在伸缩缝内采用麻絮进行填充。

（3）在挡土墙顶部设置碎落台。在挡土墙顶部加设宽度为8.0 m的碎落台，避免边坡碎落影响公路正常运营。碎落台采用7.5#浆砌片石和10#水泥砂浆进行砌筑抹面施工处理，将砌体伸进边坡土体30 cm以内，便于边坡积水排出，挡土墙和碎落台结构示意图如图2所示。

（4）防、排水设计。为预防边坡顶面积水侵蚀边坡结构，施工单位应在边坡顶部和隔离栅之间设计一道拦水土埂，采用人工砌筑方式进行土埂施工，土埂的顶宽和高度均设计为0.5 m。采用C25混凝土进行边坡平台排水沟现浇砌筑，值得注意的是平台排水沟和土方清除同步展开，以便混凝土的运输。在碎落台外侧加设排水沟，以将碎落台和排水沟内的积水流及时排出，同时应在排水沟外侧设置高1.0 m、宽0.5 m的矮墙，其顶部选用10#水泥砂浆进行抹面砌筑。在挡土墙两侧设置人行踏步，选用M7.5浆砌片石进行修筑，以便后续边坡养护，同时可顺利将边坡平台和碎落台内的积水排进边沟内。

4 结语

针对高边坡应采取有效的处治方式，以免产生高边坡坍塌，达到提高路基边坡整体安全性、稳定性和整体强度。本文围绕高边坡坍塌的综合处治设计方式进行展开，首先通过对高边坡坍塌产生的主要原因以及处治方式进行阐述，重点对高边坡坍塌处治方式设计进行研究。研究结果表明，针对高边坡坍塌问题应严格遵循当地气候、地势、水文等条件进行处治方式设计，在改善边坡病害的同时节约施工成本，并可有效提高高边坡的整体稳定性和安全性，具有一定的实用性和可行性。

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