高速公路填方路基边坡设计

胡晨霞

（河北锐驰交通工程咨询有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

在当前的高速公路工程建设中，填方路基越来越多，这使得填方路基边坡设计成为工程建设的一个重点问题。为保证填方路基边坡稳定性，需要做好边坡设计。因此，有必要结合工程实际情况，对其填方路基边坡设计进行分析，采取适宜的边坡防护措施。

1 工程概况

某高速公路路段总长约19.5km，分为平原区和山岭区两部分，平原区总长约9.5km，其路基设计宽度为24.5m，山岭区总长约10km，其路基设计宽度为20.0m。两区域路面设计宽度相同，均为15.0m。该段路线从多种地段中通过，如山谷、丘陵、山岭，路线起伏相对较大。根据地质勘察报告，山间洼地以砂土为主，部分山坡大面积裸露花岗岩。通过对全线实际情况的了解，其地质水文条件相对复杂，另外，线路所处地区为亚热带区，年降雨量可以达到1600～1800mm。可见，无论是工程地质还是自然气候都对填方路基边坡安全不利，必须做好边坡设计，为边坡稳定和安全奠定良好基础。

2 沿线勘察

做好沿线勘察的目的是为后续设计工作提供可靠的参考依据，保证设计成果的合理性与可行性，所以必须引起相关人员的重视，保证沿线勘察结果的真实性与准确性。因路基加宽和部分地段对路线进行调整，导致部分断面在开挖完成后实际的地质情况和勘察结果不相符，另外，部分路段在实际施工中未能开挖至原来的坡率，导致边坡设计和实际情况存在较大出入。为切实保证工程质量，避免边坡失稳给路基造成不同程度的损害，确保路段通车以后通行环境良好，并兼顾和自然环境协调的要求，需要对原边坡设计予以适当调整和变更。

为掌握工程具体情况，需要在现场做好全面调查工作[1]。对此，应以沿线地形地势和地质条件为依据，对填方路段开展细致的调查与相关资料收集工作。调查工作主要内容包括：明确填料来源，即可进行取土的具体地点；明确填料类型与性质；掌握基底实际情况以及填方段自然坡率，确定是否存在软弱层；确定是否存在地下水与地表水，并明确其可能给边坡造成的影响；确定具体的施工期限与方法，包括填方高度。通过细致的调查，可以收集很多新资料，并能对现有资料进行良好的补充，为原设计变更与修改提供参考依据，如部分边坡坡率调整等，此外还能为填方相对较大的边坡实施特殊处理[2]。

3 边坡防护设计

对于路基边坡，其设计关键问题为边坡防护，即确定适宜的边坡坡率与采用适当的排水方式等，如果处理不当，除了会产生边坡冲沟或局部防护碎落，还会对路容造成影响并引起边沟堵塞，严重时将引起滑坡或坍塌，对路基造成侵占，影响路基自稳性，造成交通阻塞，并威胁行车安全。基于此，边坡防护必须引起相关人员高度重视。对路基边坡进行防护设计的根本目标在于为边坡表面提供良好保护，避免受到雨水直接冲刷，并减缓温湿度发生变化可能造成的影响，延缓或从根本上解决岩层风化、破碎和分离等问题，为路基提供良好保护，使其保持稳定。目前常用的边坡防护措施包括以下几种：植被防护、浆砌片石护坡、混凝土护坡、砌筑挡墙等。在设计中需要以沿线的地形地势与地质条件为依据，结合填筑高度，确定适宜的边坡防护方式，有时采用一种防护措施即可，而更多的时候需要采用多种防护措施相结合的方式，以保证防护和加固效果[3]。

3.1 植被防护

植被防护是指在边坡表面进行植被的种植，用于减缓边坡表面水体流动速度，并借助植物根系具有的固结作用减小土层受到的水流冲刷，以发挥护坡的作用。该防护措施除了能对公路环境进行美化，对边坡局部温湿度进行调节，还能使边坡表面土体达到固结，并保持稳定，而且施工也相对简单和经济。采用植被防护措施进行边坡防护设计时，应优先选择根系发达且抗旱能力较强的矮茎草种。其具体的操作方法有以下几种：其一，在边坡表面土质均匀撒布草籽，然后加水和肥料进行拌和，该方法操作简单，且成本低廉，但容易受到侵蚀，导致成活率不高[4]；其二，先对坡面进行必要的修整，然后利用专门的喷浆机将预先拌和均匀的由草籽、肥料、黏土及水混合而成的混合料均匀喷射在坡面上，和原土壤之间良好黏合，促使草籽在边坡土壤中快速发芽，最终形成良好的保护，该方法虽然操作相对复杂，且需要用到专门的喷浆机，但效果好、成活率高。无论采用哪一种方法，都应在初期采取防止侵蚀的措施，如采用纤维网进行覆盖等。另外，考虑到边坡表面未做加筋处理，所以暴雨及径流会对坡面造成很大的破坏，故植被防护需在3～5月施工[5]。

3.2 工程防护

工程防护主要用于不适宜采用植被防护措施的边坡，如风化较为严重的岩石边坡，该方法实际上就是设置各类人工构造物，如干砌片石、浆砌片石、拱式或网格防护、预制块铺砌。其中，干砌片石可保护边坡减少降雨及径流的破坏，并防止浸水路堤受到水流的直接冲刷。在潮湿或存在冻害的情况下，以及长时间受到主动土压作用的段落，通常不建议采用这一方法，可以在下边坡防护中使用，其坡度一般为1∶1.5～1∶2[6]；浆砌片石主要用于浸水路段和冲刷较为严重的土质边坡，要求加强防护和排水之间的结合。如果水流速度相对较大，考虑到有很强波浪作用，且可能存在其他物体造成撞击，故应优先考虑该防护方法，并在必要的情况下联合使用挡墙。

该方法的主要优势为有良好的耐久性，成本适中，在上、下边坡普通坡面中均可使用；拱式与网格护坡能解决砌石护坡存在的抗冲刷能力相对较弱与圬工量相对较大的问题，还能实现对边坡表面的绿化，有良好的整体外观，在长直线及高填方段十分适用，可以在绿化和美化的基础上，实现良好的防护效果，是近几年高速公路填方路基常用护坡形式之一。但该方法也存在施工相对繁琐，人员的劳动强度较大，且对边坡表面的要求较高等缺陷，如在拱内应进行填土种植或采用其他方式进行防护等，否则仍然会受到雨水的冲刷侵蚀，造成破坏；对于预制块铺砌法，因预制块规格基本相同，所以施工容易，成型后外观整齐，能降低坡面防护对植被种植的依赖，即便边坡表面的绿化相对较差，也能起到良好防冲刷作用。但该方法的成本较高，且施工难度也很大。

3.3 稳定措施

在做好以上防护设计的基础上，设计中还应采取以下稳定措施：首先，对基底状况进行必要的改善，提高滑动面摩擦力或降低滑动力，将松软土层清除干净，并夯实基底。通过开挖台阶将坡度放缓，降低滑动力，加强路堤上方排水，避免地表水将基底浸湿；其次，对填料与断面的形式进行适当更改，如采用颗粒相对较大的填料，并使其嵌入到地面，并将坡脚部位的边坡放缓，提高抗滑能力；最后，在坡脚部位设置支挡结构物，如石砌护脚及干砌挡墙或浆砌挡墙等。

4 结语

综上所述，边坡作为高速公路填方路基的重要组成部分，其设计在很大程度上决定了整个路基边坡能否保持稳定，因此在设计中应根据地质、环境等基本情况采取合理有效的边坡防护方法。目前，该路段填方路基边坡设计已经顺利完成，且经过施工与运营的检验确认边坡设计合理可行，所用防护方法效果良好，值得类似高速公路填方路基边坡设计参考借鉴。