边坡防护技术在公路路基设计中的应用研究

蔺青青

（中交一公局海外事业部，北京 100000）

1 引言

随着我国经济事业的突飞猛进，公路交通工程进一步发展。随着公路里程数的不断增加，人们对公路工程的建设质量和功能需求提出了更高的要求。公路路基设计与公路工程建设质量和功能设置密不可分，公路边坡防护更是公路路基设计的核心内容。目前，诸多专家学者针对边坡防护技术开展研究，然而不同区域的边坡体存在诸多差异，因而采用的边坡防护技术也有所不同[1]。因此，为了进一步提升公路路基边坡稳定性，需开展边坡防护技术研究。

2 公路路基边坡防护设计要求

对公路挖方路基边坡而言，裸露边坡体容易遭受自然环境影响，如雨水冲刷、水流侵蚀等，从而导致边坡表面土体失稳；同时，边坡表面会因膨胀收缩效应而产生变形，从而导致边坡体抗剪强度下降，降低边坡体稳定性。除此之外，挖方边坡的地表水流速度较大，容易出现边坡表层土体剥落等工程病害，若采取防护措施不当，会使得防护效果适得其反。考虑到挖方路段边坡失稳具有突发性和渐进性，若无法采取合理有效的防护措施，会导致公路路基存在安全隐患，进而影响公路正常运行。

综上，为提高公路路基设计中边坡防护方案的合理性，基于安全经济、合理有效的设计原则，设计人员应合理规划边坡设计，综合考虑多种影响因素，采用针对性防护措施，提升边坡防护技术的应用效果，降低工程成本。同时，由于挖方路基边坡长期暴露，在风化作用下岩土结构会发生改变，严重情况下会形成滑塌等情形，因此，设计人员应做好路基边坡排水设计。考虑到路基两侧的防护区域较大，应合理设计景观绿化方案，从而提高路基生态环境效果[2]。

3 工程概况

某松散弃渣土方高度50 m，土体颗粒以砂泥岩为主，弃渣体顶端相对水平，经现场测量，弃渣体坡角在30。左右，弃置时间达5年以上。现由于公路建设需要，公路路线需穿越弃渣体，因此，需开挖弃渣体，开挖完成后，公路两侧形成高度约40 m的边坡体。由于弃渣体堆积时间有限，且土颗粒较为松散，因此，不宜采用锚固措施进行处理，也不应采用抗滑桩等对地基承载力要求较高的防护措施。考虑到现场弃渣规模等因素，选择采用放缓坡率和对地基承载力要求较低的柔性防护措施。边坡具体措施如下：（1）对弃渣体采用4级放坡处理措施，第二、三、四级边坡坡率设置为1∶2，并且捶面处理坡面后采用绿化防护措施；（2）各级边坡平台宽度设置为5 m，从而减小应力集中，同时各级平台设置截水沟，避免形成地表径流；（3）一级边坡坡率设置为1∶1.25，且开挖后采用厚度5 m的柔性挡墙进行防护，实现对高边坡坡脚的防护，提升边坡整体稳定性；（4）对路基下部开挖3 m后进行强夯处理，进一步提高路基承载力。图1为松散弃渣体边坡断面示意图。

图1 松散弃渣体边坡断面示意图

4 路基边坡防护设计

4.1 放坡与刷坡

在路基边坡防护设计中最常采用和有效的措施为放坡。大多数路基边坡失稳的主要原因在于坡高及坡度较大，一般采取削坡的措施进行处理，即将处于不稳定状态的岩土体全部削除，从而起到降低坡高和坡度的作用，从而提升边坡体的稳定性。刷坡过程具有较大的灵活性，一般遵循以下原则[3]：（1）通常情况下，大于自然坡率的边坡容易失稳，放坡处理后，应使边坡坡率尽量与自然坡率接近；（2）一般采用单级刷坡的措施，若单级边坡高度较大，可对边坡分级开挖，在分级基础上再逐级放缓，从而降低坡高；（3）坡面分级平台宽度值一般设计为2~3 m为宜。根据边坡稳定性验算结果，坡面分级平台一般设置于土石分界面处，也可按照间隔20 m的距离进行设置。放缓边坡技术具有简单易行、经济安全的优势，然而也存在开挖面过大的劣势，在实际应用中对环境的破坏程度大。图2为刷坡防护措施。

图2 刷坡防护措施

4.2 生态防护

根据工程实践经验，生态防护多采用种草的防护方案。在边坡表面种草，可以利用草的根系作用，实现固坡目的，同时起到美化环境的效果。除种草以外，还可以采用平铺草坡的措施，形成公路路基边坡防护系统，起到防护效果。在采用生态防护措施时，一方面应做好坡面排水工作，另一方面应精心养护草类等种植物，提高成活率，保证各项防护措施精准到位。同时，还可以采用液压喷播植草的措施，该技术将按一定比例配制的混合液喷洒到边坡，可以起到快速定型效果，实现植草防护的目的[4]。

4.2.1 人工种草

通过人工在边坡表面种草，通过植物的根系作用以起到固坡作用，是最为简单、使用率最高的方法。这一技术多应用于边坡高度较小、坡度较低的情形，同时边坡土体适宜草类作物生长，在公路路基设计中应引起足够的重视，避免人工种草防护无法实现防护效果，从而增加工程费用，浪费人力物力。该方法的主要优势是操作简单、简捷易行。设计人员应注意，由于人工播散草种，播散的均匀度无法精确控制，且草种浮于土体表面容易被水流冲走，从而导致草种成活率较低。因此，若选择采用人工种草的防护措施，应针对上述问题提出针对性解决措施，比如，采用机械设备播种、合理排水等。图3为人工种草防护。

图3 人工种草防护

4.2.2 平铺草皮

该防护技术通过人工在边坡表面平铺草皮，形成生态防护系统，从而实现边坡防护效果。与人工种草类似，该技术属于传统防护方法，主要优势二者类似。该技术主要应用于坡高较小、坡度较低且草皮易于获取的情形（目前多应用岩层坡面，由于草类作物在岩层土体生长难度较大，平铺草铺可以克服这一难题），在设计中应关注边坡土质情况。若选用这一防护技术，设计应注意以下事项：（1）草皮在雨水作用下容易被冲走，应提前做好边坡表面排水设计：（2）草皮成活率较低，应参考类似工程做好养护管理，提高草皮成活率。图4为平铺草皮防护。

图4 平铺草皮

4.2.3 液压喷播植草

该防护技术属于新型防护技术，一般将草种、改良剂、黏着剂及肥料等按照一定比例混合，然后通过加压设备将混合液喷播至边坡表面，从而实现防护效果。这一技术操作简单、喷播均匀、施工效率快，防护效果显著，经济合理，具有广泛的适用范围。若选用这一防护技术，需关注以下注意事项：（1）按照边坡土体情况选择适宜的草种；（2）参考类似经验，选择合适的混合料配比比例；（3）喷播压力需根据喷播面积等参数合理确定。图5为液压喷播防护。

图5 液压喷播植草

4.3 工程防护

4.3.1 浆砌片石防护

若填方路基边坡容易被水侵蚀或冲刷，一般多采用浆砌片石技术进行防护，同时在设计中应做好防排水设计[5]。若水流速度较大，甚至会产生波浪作用，同时会遭遇撞击物的冲击，多采用浆砌片石进行防护，必要时需结合其他防护措施共同使用。这一防护技术耐久性能好，可以应用于不同类型的边坡及边坡的不同位置。采用浆砌片石防护措施，由于多设置于浸水且易于被冲刷处，因此需做好防排水处理，提升防护效果。图6为浆砌片石防护。

图6 浆砌片石防护

4.3.2 混凝土喷射防护

该防护技术分为锚喷法和素喷法两种。素喷法是指在岩质边坡表面直接进行喷射，通常选择强度较大的砂浆，通过喷浆措施使坡体表面松散颗粒得以稳固，从而提升边坡稳定性和安全性能。在设计中需注意，这一方法多应用风化岩层表面。

锚喷法是指设置锚杆，将不稳定的边坡体固定在坡面上，从而约束坡体发生滑动。同时，在锚头端部设置钢筋网，并且喷射足够厚的混凝土，在坡面表面形成面积较大的板状区域，从而使岩体趋于完整，从而实现对滑动边坡体的治理。该方法多应用于易发生滑坡的山体，可以有效预防滑坡等工程事故的发生。根据类似工程实践，只要边坡滑动体面积较小，均可采用混凝土喷射进行防护。设计人员应考虑混凝土配比、喷射压力及后期养护等内容，优化边坡防护设计，制订科学合理的防护方案。图7为混凝土喷射防护。

图7 混凝土喷射防护

5 结语

综上所述，在公路路基设计中边坡防护技术起着至关重要的作用。设计人员应结合路基边坡特征，选择科学合理的边坡防护技术。同时，在边坡防护中，应进一步加强对防排水工程的设计，改善传统措施多注重加固而忽略排水的工程现状。随着边坡防护技术的不断发展，设计人员应不断吸收国内外先进的工程防护技术，从而促进边坡防护领域的不断发展。