简析市政道路边坡设计及防护核心思路

孙超

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司昆明分公司 云南 昆明 650200

市政道路边坡在使用过程中可能会因为外部环境和受力情况等因素干扰而出现病害问题，直接影响市政道路边坡质量和承载能力，增加交通运输过程中出现安全问题的可能性[1]。基于此，需从市政道路设计入手对边坡进行有效防护，强化合理技术在其中的应用力度，降低市政道路边坡防护难度及综合设计过程中出现各类问题的可能性，将市政道路设计对边坡防护提出的要求落到实处。

1 边坡稳定性影响因素分析

1.1 内在因素

内在因素是边坡失稳的根本原因，其主要表现为边坡内部岩体抗剪强度降低以及促使边坡失稳的力增大。当促使边坡失稳的力大于边坡内部岩体抗剪强度时，边坡就会变形失稳。反之，当边坡内部岩体抗剪强度足够大时，边坡处于相对稳定的状态。影响边坡稳定的主要原因有以下几个方面：边坡所处的地形地貌、边坡内部岩体岩性、地质构造、岩体结构面等[2]。

1.1.1 地形地貌

市政道路边坡的几何形态，如边坡高度、边坡坡度，这些边坡几何形态对边坡稳定性的影响是很大的。坡度较陡、高度较高的边坡容易发生失稳。边坡的临空面受到坡面形状的影响，凸形边坡比凹形边坡更可能发生滑坡。因此，不利的地形地貌也会导致边坡发生失稳破坏，在边坡加固中对边坡的几何形态等进行优化有利于边坡稳定性提高[3]。

1.1.2 地层岩型

边坡稳定还受到边坡所处的地层岩性的影响。不同时代的地层岩体的矿物组成不同，会导致边坡岩体的物理性质和力学强度也有着显著的差异。由矿物的胶结作用形成的岩石，质地坚硬，遇水稳定性也较好，其抗剪强度较大，抗风化能力较强，抵御雨水侵蚀的能力较强，其稳定性较好，易形成较陡或较高的边坡。而含有长石、绿泥、蒙脱石等矿物的岩土体及易发生风化，完整性较差，抗剪强度较低，受雨水侵蚀作用影响较大，存在滑坡的风险。

1.1.3 岩体结构

岩质边坡内部比土质边坡要具备更强的结构性。岩质边坡内部岩体结构的稳定性是其边坡稳定性的决定因素，边坡内部结构面之间的联通程度以及结构面是否发育都会影响边坡的稳定性，岩质边坡内部软弱结构面的发育是导致边坡滑塌的重要因素之一。同时，边坡内部结构面的倾向也会很大程度上影响边坡稳定性，当边坡坡面走向与边坡内部结构面的倾向一致时，边坡容易沿结构面顺层滑动；当边坡内部结构面的倾向相反时，边坡发生失稳的可能性较小。另外，岩质边坡结构面的存在也为边坡内部地下水的活动提供了便利，这显然对边坡稳定性不利[4]。

1.1.4 地质构造

边坡的地质构造主要是指边坡褶皱的强烈程度、内部岩层产状、断层走向和节理裂隙。边坡稳定很大程度上受到内部岩体地质构造的影响，边坡内部岩体的褶皱往往会引起边坡滑塌。反向倾斜结构的边坡具有较好的稳定性，但垂直层面走向发育的边坡稳定性较差。另外，节理裂隙的发育会大大降低岩质边坡的完整性，从而降低边坡稳定性。

1.2 外在因素

边坡稳定性还受到外在因素的影响，包括自然环境影响、人类活动的影响以及地震爆破等因素影响。

1.2.1 自然环境的影响

根据相关数据，大多数边坡的失稳破坏都与水的活动有关。水主要通过以下两个方面对边坡稳定性产生影响：一方面是水的存在会与岩体产生物理化学作用，当水中含有CO2等气体时，会与岩体产生化学反应，同时，水对岩体还会产生软化作用。另一方面，水的存在还会对边坡产生一定的力学效应，包括产生的静水压力，动水压力以及冲刷作用。

1.2.2 人类工程活动的影响

随着人类工程活动领域不断扩展，人类的工程活动会对边坡稳定性产生显著的影响。采用不恰当的设计方案、施工方法会导致边坡原有的内部平衡被破坏，导致边坡失稳。因此，应当优化边坡设计，规范施工流程，将人类活动对边坡稳定性的影响降到最低。

1.2.3 地震爆破等因素影响

地震以及爆破等对边坡稳定性的影响极大。这是由于地震或爆破带来振动使得边坡内部结构发生破坏，导致原有结构面持续发育，导致边坡失稳。另外，地震还会诱发土质边坡的液化，导致边坡发生液化滑移[5]。地震以及爆破等引起的边坡失稳往往是特殊地层结构、地下水以及振动等多方面作用的结果，在边坡优化设计过程中，应当引起足够重视。

2 市政道路设计中边坡防护要求

2.1 保证市政道路质量

依照市政道路设计要求，开展边坡防护工作前期，需要对市政道路结构规模形态和边坡分布情况等方面展开分析，并在保障市政道路整体质量和工程项目综合设计效果的情况下开展边坡防护，从而协助有关部门及时解决市政道路使用中可能产生的边坡病害问题，使市政道路和边坡结构的质量和整体稳定性得到有效保障。影响市政道路结构质量的因素较多，应在充分考虑各项影响因素的情况下做出相应调整工作，保证市政道路问题处理与边坡防护工作之间的关联性，及时处理市政道路边坡各项安全隐患问题，并在全面落实市政道路边坡防护要求的同时推进具体设计工作稳步开展[6]。

2.2 避免破坏周边环境

由于市政道路边坡施工范围比较大，因此在具体设计之前，需要针对周边环境状态及相关结构整体规划布置要求做好相应方案优化调整工作，控制市政道路设计及边坡防护对周边环境带来的负面影响，并在保证生态环境稳定性的情况下提升市政道路设计中边坡防护力度。保证市政道路设计与周边生态环境保护之间的关联性，从而维持市政道路设计的生态效果，借此提高边坡防护力度和市政道路设计水平。此外，应对市政道路边坡设计带来的生态环境污染问题开展有效防控工作，保证市政道路具体设计方案的节能环保效果，为提高市政道路边坡防护方案的生态效果提供有效参考依据。

2.3 应用合理技术手段

由于市政道路设计中边坡防护工作实施要求较多，应在保证各项技术合理性和准确性的前提下开展边坡防护工作。且应用在市政道路边坡防护中的技术较复杂，应结合市政道路及其边坡结构实际情况确定准确合理的技术，从而保证具体技术的应用价值，为市政道路设计及其边坡防护良性开展提供支持[7]。如果市政道路边坡所在环境较为复杂，需要从周边生态环境的实际情况入手，强化各项边坡防护技术关联性，并在保证市政道路边坡防护技术关联效果的情况下，清除工作开展过程中面临的阻碍，合理开展边坡防护工作。

2.4 降低边坡防护成本

在市政道路边坡设计时可能会因为不合理因素的干扰而出现各类风险问题，应在妥善处理这些问题的情况下，按照合理流程开展边坡防护工作。同时需要遵循安全节约原则开展市政道路边坡设计，减少市政道路边坡防护过程中各类物资材料的消耗量，并在维持基础结构安全性和稳定性的情况下满足市政道路设计稳步开展要求[8]。一般来说，不同地区市政道路设计要求和边坡防护方案存在一定差异，应在考虑各项差异表现情况下妥善处理边坡防护过程中各类问题，并降低边坡防护成本，在保障边坡防护经济效益的情况下满足市政道路设计现实开展要求。

3 市政道路边坡防护核心技术

3.1 边坡植被防护

边坡植被防护是一种常用的市政道路边坡防护技术，采取这种植物防护技术，一方面可以对边坡进行美化，另一方面还能有效调节边坡土壤的湿度和温度，进而有效固定边坡。这种防护技术主要是在坡度不大的边坡上使用，可以有效保护坡面。该防护技术是通过在边坡上种植绿色的草、树及铺草皮等方式来实现，在选择种植植物时，还要充分考虑当地的温度、湿度、土质和雨水量，一定要选择一些成活率较高、容易养护的植物。

（1）土质边坡。针对这种边坡进行植被防护时，需要全人工来操作，并且在实施防护技术时，应该充分考虑土壤的基本性能，种植一些适合当地生长的植被。有的地方昼夜温差比较大，土壤也相对贫瘠化，因此植被防护上要多加注意，一定要选择适合的植物，以耐干旱、防护性能好的植物为宜。同时在坡脚也可以种植高大的乔木来做有效防护，确保坡脚具有稳固性[9]。

（2）沙砾土边坡。容易受到侵蚀的是沙砾土边坡，故不能在防护上选择高大乔木，应该选择生长较快的蓝本植物，这样有利于初期土壤侵蚀的防护效果。这类植物生存能力强，还不容易发生病虫害，经济费用也不高，边坡防护可种植香根草，对于抗洪、抗旱都很有帮助。

（3）路堑土质边坡和填石边坡。针对这种边坡进行植被防护时，应该结合边坡高度来选择种植植物，在边坡高度不超过3m时，可以种植波斯菊，而边坡高度超过3m时，最好的方式是采用铺三维网植草或选用爬山虎等藤类植物，因为该类植物具有很强的生命力，可以沿着坡面实施延伸，进而覆盖坡面，除了能够稳定住坡面，还能够进一步减少噪声，有利于环境绿化工作的实现[10]。

边坡植被防护是至关重要的，尤其是在市政道路边坡防护与治理措施中发挥着积极作用，而直面防护工作本质上就是种植边坡植被，调节边坡土温度等，以有效实现植被固结边坡的作用。植被防护适用于坡度不大、较为平缓的一些坡面，其防护方法多种多样，比如种草、铺草皮、种树等。在选择植被种植时，必须在气候条件上加以重点考虑，注意气候条件的适宜性，也要重点考虑降水量以及土质的问题，从而选择优质、高成活率的植被，有利于边坡防护工作的开展。

3.2 土工材料生态防护

植被护坡工程中，广泛运用的是土工格栅，可以有效改善水土流失的情况。第一，土工格室侧壁同土体能够产生摩擦力，并在侧向约束的作用下让坡面水流方向得到真正改变，进而促使水流冲刷力能够集中在土工格栅上。第二，土工格室是运用超声波焊接完成的，其结构具有稳定性能好、强度较高的特点，可以随意伸缩，便于运输，并且应用效果较好，十分适合边坡养护。第三，依据坡度大小可以采用不同的铺设方式，比如平叠砌式，还可使用平铺式。第四，完成铺设土工格室以后要保证其稳定性，一方面要固定坡顶，另一方面也要加固坡脚。第五，运用土工格室进行边坡防护时，尤其要关注植被的生长情况，因为在防护初期，可能出现边坡植被覆盖率较低的问题，所以要选择三维结构的网垫。这样的结构可以为植物创建生长空间，而且在植被未生长出来之前，网垫可以在一定程度上避免土层表面被雨水冲刷，在植被长成以后可以牢固捆绑网垫、植被和土壤表层，进而取得良好的护坡效果[11]。

3.3 砌石防护与植被防护相结合

将砌石防护与植被防护相结合，能够取得良好的市政道路边坡防护与治理效果。在市政道路边坡防护的整个过程当中，应用比较早的防护方法是圬工防护，该防护方式采用的是砂浆抹面，可以预防雨水直接冲刷坡面的情况。该方法通常适应于3m以下的路堑边坡。如果是坡度较大的路段，只采用砂浆抹面无法达到理想效果，为让稳定性进一步得到强化，应该在坡脚处增设挡墙，以50cm为宜。而且要设置50cm高的平台，再选择较为适合的植被，这样更加有利于增强抵抗力。以框格防护为例，框格骨架包括混凝土、浆砌片等，施工人员应根据实际情况在坡面采用多种框架，比如六边形、方形等稳定框架，将植被种植到这个框架中，以实现绿化坡面的目标，减缓水流冲刷速度，更好地保护坡面。

3.4 框格防护技术

多数市政道路边坡因长时间受到风化因素的影响而出现一系列病害问题，使市政道路边坡的稳定性和承载能力下降。此类病害问题防护难度比较大，应根据市政道路边坡风化程度和岩石边坡的现实状态应用框格防护技术，通过框格防护技术弥补常规边坡防护技术存在的缺陷，促使市政道路设计及其边坡防护工作协调稳步开展，彰显框格防护技术的作用，使市政道路设计中的边坡防护与当地交通运输行业安全稳定发展达到相互协调状态[12]。常规的框格是由浆砌石和混凝土构成的，并根据市政道路边坡防护处理要求在适当框格当中栽种防控市政道路边坡出现病害问题的植物，逐步提升市政道路边坡表层土壤固化效果，防治市政道路设计过程中因为自然和人为因素干扰而出现边坡表层水土流失的问题，有效预防市政道路边坡病害问题。也应根据市政道路边坡整体规模对表面防护框格的尺寸和深度等方面进行有效控制，保证框格防护与市政道路边坡安全设计之间的关联性，严防市政道路边坡各项常见病害问题持续恶化，确保市政道路设计中的边坡防护力度和框格技术应用水平得到同步提高。

4 结语

综上所述，为保证市政道路设计中边坡承载能力和稳定效果，需要遵循合理要求强化防护技术在市政道路边坡设计中的应用力度，并对市政道路边坡常见的病害问题进行有效处理，使市政道路及其边坡结构整体质量得到有效保障。应强化市政道路设计中边坡防护技术之间协调配合力度，突出各项技术的作用效果，增强市政道路设计中边坡防护力度，在满足市政道路整体设计要求的情况下，实现市政道路边坡整体质量和稳定性全面提高的目标。