公路路基边坡失稳及防治措施研究

黄小湖

(广西壮族自治区百色公路管理局，广西 百色 533000)

0 引言

在公路工程中，若路基边坡失稳，将可能会导致滑坡、崩塌、坍塌、错落、断裂、冲刷等边坡破坏情况，而无论是哪种边坡破坏形式，都将严重影响公路的正常使用。因而在公路工程的设计施工过程中，路基边坡的稳定性分析是一项十分重要的工作内容，其决定了路基边坡的施工方案，是保证公路施工质量的重要措施。尤其是在高速公路、山区公路的修建中，影响路基边坡稳定性的因素有很多，任何一点考虑不周，都可能会给公路质量和公路行车安全带来极大影响。因此，必须要做好公路路基边坡的失稳分析，并加强预防措施，采取有效治理措施，保证路基边坡的稳定性。

1 公路路基边坡失稳的定性分析

由于公路路基边坡所在的环境及承受的压力情况较为复杂，是一个动态变化的过程，因而造成边坡失稳的因素也很复杂，一般对边坡失稳的分析方法多采用定性分析和定量分析两种方式。本文在此着重对边坡失稳进行定性分析，即通过分析影响公路路基边坡稳定性的因素，预测其对边坡失稳造成的影响，并对边坡的变形破坏趋势给予定性说明和分析。具体来讲，影响公路路基边坡稳定性的因素主要分为以下两大类：

1.1 地质因素

一般地质环境差的公路路段，发生路基边坡失稳的概率要远远大于地质环境良好的公路路段。可以说，地质因素是造成公路路基边坡失稳的主要因素，主要包括三方面因素：

1.1.1 边坡岩土的性质

(1)公路路基的边坡岩土若为软土，其抗压、抗剪强度都弱，具有很大的流变性，容易造成边坡失稳。

(2)若边坡岩土为砂或砂性土，则其透水性会十分好，土层结构不稳定，极易发生液化散开，也会引起边坡失稳。

(3)若边坡岩土为黏性土，则在干旱季节土层结构会因为干燥而使得黏土变得十分坚硬，继而开裂造成边坡失稳；而在多雨季节，黏土又因吸水而膨胀，甚至分解，也会引发边坡失稳。

1.1.2 边坡的坡度及形态

对于公路路基边坡而言，其坡度和形态也对其稳定性造成影响。一般边坡的坡度越缓，坡高越小，发生失稳的可能性就越低，反之则发生失稳的可能性就越高。另外，若边坡呈凹型，则与凸形相比可以达到更稳固的效果，且边坡的等线曲率半径越小，稳定效果越佳。

1.1.3 水文条件

边坡的水文条件好坏也会对其稳定性造成一定影响，如地下水位较高，再加上当地降雨量大，则会使边坡的土体软化，从而影响坡体内部的力学结构和力学性质，引发滑坡等边坡破坏，造成边坡失稳。

1.2 非地质因素

除了地质因素对公路边坡稳定性造成影响外，还有一些非地质因素也会影响边坡稳定。

1.2.1 人为因素

公路作为人类活动的重要交通基础设施，具有线长面广的特点，并且由于临近公路交通方便，很多社会活动和建筑工程都会在公路附近开展，这些活动和建设处理不当就可能会引发公路路基边坡失稳，如在边坡附近进行深度开挖；无防护、无定向的爆破；随意削减边坡的坡脚、未做加固就在坡顶建设建筑物或给予大量加载等。这些活动都会使边坡的侧压力大大增加，破坏边坡内部力学结构，降低边坡的承重能力和抗滑能力，从而严重影响到边坡的稳定性。

1.2.2 风雨作用

由于公路多处在自然环境中，不可避免会受到风吹雨淋，而长期的风化和降雨都对路基边坡的稳定性造成影响。以风化作用来讲，风化作用会促使岩土变得更加干燥松散、土体裂隙增多，大大降低边坡的整体稳定性和抗剪强度，长期下来甚至会改变边坡的形状和坡度。若再加上降雨作用，会使更多的地表水沿着扩大的缝隙渗入地下，影响地下水情况，给边坡失稳造成便利的条件。而长期的降雨还将会促使边坡的岩土含水量大大增加，软化边坡组成材料，促使部分岩土的力学性质发生变化，极大影响边坡的稳定性。

1.2.3 施工方法

公路路基边坡的施工方法是否合理也决定了其稳定性的高低，目前在大多数公路施工中，尤其是高速公路施工中都需要设置路基边坡。若天然形成边坡则因地制宜，充分利用地形条件进行边坡施工，若无天然边坡则需要进行人造边坡施工。无论是哪种边坡，都需要充分考虑到边坡的稳定性，有些施工单位没有做好地形勘查和地质勘测，导致设计不科学，施工方案可行性差。如坡度的高度和底部宽度设计不合理，开挖回填工作不到位，未合理地进行加固支护，都会造成路基边坡失稳的隐患。

2 公路路基边坡失稳的主要防治措施

针对上述造成公路路基边坡失稳的因素，必须要在公路工程建设中做好充分调研工作，加强边坡防护加固处理，有效避免边坡失稳现象的发生，保证公路路基稳固安全。目前我国常用的公路边坡失稳防治措施主要有坡面防护措施、坡体防护措施及坡体加固与坡面防护相结合等几种主要防治方法，每种主要防护方法又分为不同的防护措施，具体如图1所示。

图1中的防护加固措施在使用的过程中，应当根据工程实际情况和当地水文地质条件，选择最佳的组合方式，必要时可以进行灵活变动，以提高边坡的稳定性。

图1 公路边坡失稳防治措施示意图

3 案例分析

当前，挖台阶法因为成本较低、易操作、防护效果良好等优势不断被应用在公路边坡防护中。本文结合某段高速公路的路基边坡施工，详细探讨挖台阶法在边坡防治加固中的应用。

3.1 工程概况

某段高速公路的路基经过两个山坡的坡脚，在两个山坡之间是一个U形山沟，坡度较陡。山坡表层岩土露出地面，岩石之间夹杂着褐黄色硬朔黏土，局部为松软状态种植土；下伏强风化薄-中厚层泥质灰岩，岩体较完整，为硬质岩。在U形沟底处有一涵洞，涵洞所在位置地势平坦，表层为黏土，地表长有植被，是良好的种植土，下层为岩石。沿线地下水主要是松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水。局部岩溶水较发育，地表水系发育，多水田和旱地。当地为地震基本烈度Ⅵ度区，且地处亚热带季风性湿润气候区，雨量充沛。本段公路工程采取半填半挖的路基施工方式。

3.2 路基边坡失稳分析及防治方案

在对本路段的地质水文条件进行分析后，发现本路段的自然边坡的岩土地质条件还属于较为良好的情况，但坡度较陡，且当地降雨量丰富。综合分析后，可以确定自然边坡并不能完全满足本工程路基边坡的力学需求，安全系数较低，若不采取有效的防治加固措施，极易引发边坡失稳。结合本路段的实际情况，可以通过减缓边坡坡度的方式来增强其稳固性，论证后确定了两种防治方案：(1)直接削坡填方法，(2)挖台阶法。前者施工操作较为简单方便，但经济性不高，需要重新占较大的面积来拓宽坡脚，且需要大量的填土。相比之下，在本路段的地形条件下，采取挖台阶法更为经济合理。

3.3 具体施工

挖台阶法的作用主要是通过挖填来平衡坡体稳定性，其关键技术在于保证挖成后台阶各段局部坡面的稳定性，可以说是坡面防护和坡体加固两种措施的结合应用。在这种防治加固中，要求减少顶部的重量而增大底部的重量，从而避免产生滑坡，为了保证坡脚的稳定性，还要求回填优质土方，设置排水垫层。挖台阶法的施工如图2所示。

图2 挖台阶法处理半填半挖路基示意图

坡体加固的施工工艺流程如下：清除斜坡表面杂物→沿斜坡纵向开挖台阶→压实→边坡码砌→填料→找平、压实→下层施工。其中应当注意，台阶应该做成2%～4%的反向横坡，且高和宽均≥2 m。顶部与底部的坡率应当逐级设计。

在坡体防护施工完成后，还要对坡面进行保护，可以采取用喷锚、浆砌片石等工程防护措施将边坡做为永久性边坡，也可以结合实际条件，采用植物防护

措施，以达到美化效果和环境保护的目的，同时可以避免因为水土流失等问题再次影响边坡稳定性。

3.4 防治效果及思考

经过采取上述挖台阶法对边坡进行加固，极大地提升了路基边坡的稳定性，安全系数有所提高，达到高速公路设计要求水平，取得了很好的防治效果。

结合本工程的边坡失稳防治经验，在对坡度较陡的地基边坡进行稳定加固时，对于不同的坡高，可以设计不同的坡率进行放坡，这样既可以满足技术要求，又能取得较好的经济效益。同时在边坡防治加固工程中还需要注意以下几点：(1)边坡整体高度的设计应当结合当地具体的地质条件来合理确定，尤其要考虑岩土变化情况，科学设计坡度值；(2)为了保证填土和原本的斜坡坡面能够紧紧结合在一起，要求在分层填筑之前，就先将原有的坡面削成具有一定内倾斜坡度的台阶，以方便后期的填土压实；(3)边坡应当做好水系的因势利导，结合地形设计排水系统，设置一定的截水沟、盲沟排水和地下排水廊道，做好地下水拦截措施，以免地表水和地下水对边坡稳定造成影响。

4 结语

综上所述，在公路工程的建设过程中，必须要严格控制路基边坡的稳定性，做好边坡失稳分析，在设计施工前做好地质勘探工作，合理设计路基边坡施工方案，加强边坡失稳的防治工作，从坡面、坡体两方面入手，保证路基边坡的稳定性，增强公路使用安全性。当然，在实际的工程中，还应该充分考虑当地的实际情况，灵活多样地应用边坡加固措施，实现工程建设经济效益和环保效益最大化。

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