论公路边坡稳定性施工的技术探究

唐浩武

中图分类号：U418.5+2 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2009）04-077-01

摘要：结合高速公路边坡滑坡及治理情况，本文分析了公路边坡病害、边坡稳定性评价指标体系等，最后提出了边坡综合治理措施。

关键词：边坡；稳定性；施工；技术探究

目前，我国的高速公路施工建设正在快速发展，其中有不少路段是穿越山岭重丘地带，地形、地质条件复杂且自然坡陡。边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行。在施工过程中，公路边坡的崩塌、滑坡现象时有发生，不仅其危害严重、损失大，往往使工程无法正常进行，还可能会给工程竣工后的正常运营留下安全隐患。为了实现安全可靠和经济合理的双重目标，对高边坡进行深入的工程地质分析及其治理方案的选择尤为重要。

一、公路边坡病害分析

边坡是自然斜坡和人工斜坡的总称，自然斜坡是由自然地质作用形成的、未经人工改造的斜坡，这类边坡在山区广为分布，如山坡、处于山区江河的边坡;人工斜坡定指经人工开挖或改造而成的斜坡，如公路边坡等。因此，公路边坡问题的重要性已是提到议事日程的重要技术问题之一。

滑坡按其引起滑动的力学特性来区分，可分为牵引式和推移式滑坡。牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑后而变形滑动，一般速度较慢，可延续相当长的时间，横向张性裂隙发育，表面多呈阶梯状或陡坎状。推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较快，滑体表面波状起伏，多见于有堆积分布的斜坡地段。在公路建设中，公路滑坡的特点是:滑坡在平面形态上都有一定的几何形状，如椭圆形、三角形、簸箕形及其他几何形态或不规则形态。其滑出方向大多数与路线方向垂直或近于垂直，少数滑体的滑动方向与公路线路方向斜交，公路规模的大小也直接影响滑坡的规模。从成因上讲，大多数滑坡都是在开挖过程中复活，而且公路滑坡有一个共性，就是超过90%的滑坡都是由于公路开挖造成的。

二、边坡的分类及稳定性分析

施工边坡上部土体边坡在大气连降雨(大雨或暴雨)的条件下，地表水通过土体孔隙大量渗入，强风化岩体和土体重度增大，下部的粘土与基岩强风化接触处及强风化岩体与弱风化岩体接触面不断软化、泥化，降低了抗剪强度指标，在动水压力增大的条件下，其抗滑力迅速减小，前缘边坡已开挖临空，为坡体提供了较好的临空条件，在饱水状态下，加大了土体重量，降低了土体抗剪强度，边坡前缘开挖临空，施工边坡应力调整，于施工边坡顶部形成拉张裂缝，首先是施工边坡顶部前缘部分呈牵引式滑移失稳，形成新的临空面，稳定性降低，在降雨的作用下进一步呈牵引式滑移变形失稳，逐渐向土体斜坡的中部、后缘扩展，引起前缘至中部，由浅到深、由外到内变形产生牵引式失稳。牵引式失稳将导致目前基本稳定或稳定性较高的土体中部地段演变为稳定性较差的前缘地段，最终影响和威胁土体的整体稳定性，直至土体整体失稳滑移。

三、边坡稳定性评价指标体系

根据大量高速公路沿线边坡失稳资料和实地考察，与边坡稳定性相关的因素很多，概括起来有地形、岩体、外在影响因素三大类，具体包括坡高、坡角、c、f值、结构面发育特征、风化程度、地下水情况、植被、降水等。本文仅对最一般的边坡失稳形式———圆弧滑动进行研究，影响圆弧滑动的因素主要有：岩石的内摩擦角（F）1，粘聚力（F）2，岩石密度（F）3，边坡角（F）4，边坡高度（F）5，孔隙压力（F）6等，本文选取这六个主因素作为评价指标。由此，边坡的评价因素集合为：F={F1，F2，…，F6}

四、边坡综合治理措施

1.预应力锚索加节点杆框格梁

预应力锚索是通过锚固在坡深部稳定岩体上的锚索将力传给承压梁，再经承压梁对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定的松散岩体挤压，使岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定坡体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。通过向锚索孔内高压注浆，使浆液填充于孔周围坡体内的裂隙，提高坡体的整体稳定性。节点锚杆框格梁是通过锚固在坡深部稳定岩体上的杆将力传给框格梁，再经框格梁将不稳定坡体连为一体，使岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定坡体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。通过向锚杆孔内高压注浆，使浆液填充于锚孔周围坡体内的裂隙，提高坡体的整体稳定性。

2.抗滑桩

抗滑桩是穿过滑体深入滑床以下稳定部分以固定滑体的一种桩柱。多根抗滑桩组成的桩群共同支撑滑体的下滑力，阻止其滑动，同抗滑挡墙相比，抗滑桩的抗滑能力大，施工较复杂，但效果显著，因而被广泛应用。抗滑桩在滑坡治理中是造价最大的工程项目，因此优化设计显得尤为重要，从理论上讲应该采用优化论数学模型。由于桩结构计算和约束条件数学表达模型过于复杂，目前国内外尚无这方面的科研成果和程序。可行的做法是根据经验初步拟定桩结构尺寸，不断试算、验算直至最终通过。

3.减重

减重是在滑坡后部挖除一定数量的滑体而使滑坡稳定下来。它适用于推动式滑坡或由错落转化的滑坡，并且滑床上陡下缓，滑坡后部及两侧的地层稳定，不致因为塌方引起滑坡向后及向两侧发展。在一般情况下，滑坡减重只能减小滑体的下滑力，而不能改变其下滑的趋势。因此，减重常与其他整治措施配合使用。

4.防排水

在路基施工过程中，临时泄水槽断面尺寸应满足排水的要求，同时槽身应嵌入路堤边坡，以防因滋流和渗流造成泄水槽因侧面和底部被淘空而造成水毁。临时泄水梢尤其是其入水口很容易因施工被破坏或被堵塞.入水口被堵住，路堤顶面汇积的雨水沿缘石的缺口流下边坡，造成较严重的水毁。施工过程中尤其是预报有较大的降雨时，必须及时检查和维修临时泄水槽，保证泄水槽及其入口的通畅。

高陡边坡或岩土稳定性欠佳边坡的排水工程应采取分级截流、纵横结合排水的办法来进行治理。坡顶以外的地表水从截水沟排走；分级边坡每个台阶设一截水沟排水，坡脚设边沟排水.高陡边坡应根据地形和坡面大小，隔一定距离设一垂直路线方向的排水沟，使水尽快排出边坡。

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