高速公路斜坡路基施工技术要点

王琰

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

如今，高速公路建设正向我国西部地区发展，由于这些地区的地形地质比较复杂，为满足尽量减少高填深挖的要求，很多路段不得不在斜坡地段进行路基施工。而斜坡路基与一般路基存在很大的差异，更容易发生失稳和病害，对施工技术提出了更高要求。

1 斜坡路基主要特征

对于处在斜坡地段的高速公路路基，因其底部接触面和水平方向之间有一定夹角，路基填土自重与外部荷载将在斜坡上沿向下的方向形成下滑力。当路基填高达到20m以上时，其稳定性、强度与承载力往往难以保证，在受到自重与车辆荷载持续作用后，将沿竖向出现变形，进而导致路基沉陷，同时还会沿横向出现一定程度的滑移，导致裂缝，在裂缝产生后，伴随水体不断渗入与荷载持续作用，裂缝不断延伸，产生软弱破裂面[1]。斜坡路基的主要弊病为很难对沉降量进行有效的控制，而且施工还有很大的难度，路基稳定性会受到水的极大影响。相较于挖方工程，路基填方存在较多不确定因素，前期地质勘查仅可以为施工过程提供一定参考，单纯依靠地质勘查成果很难掌握路基所在段落的详细地质条件，导致斜坡填方在施工中和运营中都易产生如滑坡、裂缝及错落等病害。通过以上分析可知，斜坡路基具有的特点可总结为以下四点：①填土高度大，整体稳定性差；②路基直接受到水的影响；③路基的沉降量、强度与承载力均难以保证；④容易产生病害，如滑坡、沉陷与滑移。

2 斜坡路基破坏机理

斜坡路基的常见破坏形式包括滑移、沉降与开裂。路基稳定性主要和高度有关，例如填高为2m的斜坡路基，基于瑞典法的路基安全系数为2.345，基于毕肖普法的路基安全系数为2.464；填高为4m的斜坡路基，基于瑞典法的路基安全系数为1.539，基于毕肖普法的路基安全系数为1.606；填高为6m的斜坡路基，基于瑞典法的路基安全系数为1.230，基于毕肖普法的路基安全系数为1.292；填高为8m的斜坡路基，基于瑞典法的路基安全系数为1.063，基于毕肖普法的路基安全系数为1.131；填高为10m的斜坡路基，基于瑞典法的路基安全系数为0.964，基于毕肖普法的路基安全系数为1.037。从以上结果可知，路基安全系数因路基填高的增大而减小，即填高较大的路基，其安全性能较难保证，需采取针对性措施予以加固[2]。

由于滑坡是斜坡路基最为常见也是影响和破坏最重要的破坏类型，因此将其作为主要研究对象，探究其产生机理：

（1）斜坡路基地表以处于松散状态的岩土堆积物为主，且含大量杂质，难以形成足够的强度，填料无法和基底之间良好连接，加之边坡高度大，对侧向锁定封闭提出了极高的要求，路基施工时容易出现部分欠压，直接受到季节变化因素的影响，边坡表面的雨水在渗透作用下不断渗入到边坡内部。随着水的不断渗透，在形成软弱面以后，就会导致路基产生滑移[3]。

（2）斜坡路基的部分段落可能处在半填半挖段，部分段落处在全填方段，在填高较大的全填方段中，由于不均匀沉降会使路面产生病害，而斜坡路基的岩层一般软硬相间，使软弱面不断沿路基方向发生倾斜，此时受到地下水作用，会使路基与地基均向软弱面方向发生滑移。

（3）当斜坡段从地下水活动区中穿过时，会使岩层的软硬程度不均。在这种情况下完成路基填筑施工后，会在雨季降雨后出现一定程度的不均匀形变，使路基产生开裂，水通过裂缝大量进入路基，导致路基因饱水而发生滑移。另外，填土自重与车辆荷载的持续作用会使斜坡所处平衡状态被打破，引起变形破坏，并经过一段时间的发展最终引发滑坡。

3 斜坡路基施工要点

根据斜坡路基病害产生机理，在斜坡路基施工过程中必须对路基加固引起足够的重视，将其作为斜坡路基施工重点，路基加固重点包括填方与斜坡坡面之间的衔接加固、填方本体加固、覆盖层加固与坡脚加固，通过有效的加固保证路基稳定性。以某高速公路斜坡路基为例，结合其地质勘查成果，提出以下加固措施：

（1）对坡面衔接处的加固。在斜坡路基中，其边坡表面和路基填料之间必须良好衔接，因路基填料与原地面有很大差异，在施工中应注意以下几点：在填筑开始前，应先将原地面上存在的所有杂物及淤泥都清理干净，然后在边坡表面与填料之间的交界处进行台阶开挖。为了使填料与边坡表面之间良好结合，需在台阶开挖过程中在台阶表面形成3%左右的斜坡，坡向内侧。台阶宽度一般按照1.0～2.0m控制，高度按照0.6～1.0m控制。采用开挖台阶的方法，除了能加强填料和原地面结合力，还能提高路基底部抗滑性。结合工程的具体情况，该高速公路斜坡立即在台阶开挖过程中设置了3%的反坡，将各级台阶的宽度确定为1.5m，将高度确定为0.8m[4]。在台阶开挖过程中，需按照从上到下的顺序逐级进行，采用施工机械对上一级台阶进行开挖时，多余的土体可利用机械翻挖至坡下，堆积的土体则可以在路基区域内实施反压，以此为路基稳定性提供保证。另外，为了使填料和开挖完成后的边坡表面良好衔接，在台阶开挖完成后，应尽快开始填土，避免开挖完成后受到雨水浸湿导致软化，对连接效果造成不利影响。

（2）对填方路基内部进行加固。该斜坡路基的最大填高超过20m，且所在地区为黄土地区，考虑到黄土有一定崩解性、湿陷性与渗透性，因此必须对路基内部予以加强。因路基的填高相对较大，故该工程借助土工格栅开展分层加筋，通过设置土工格栅，可以提高填方稳定性，控制不均匀沉降。按照以往的经验，格栅长度需达到6～10m，在路床的顶、底部实施加铺。但由于该斜坡路基性质特殊，加之工程所在位置的实际情况比较复杂，因此选择了长度15m以上的格栅，并要求其延伸率不超过10%，抗拉强度达到40kN/m以上。格栅从与路基底部相接近的部分开始设置，与常规方法的不同在于该斜坡路基所用格栅的长度可以达到15m以上，需先将其1/3的长度铺在下层，再铺筑0.8m的填土并将其压实，将边坡的坡度控制在1∶1，接着将格栅在边坡表面上翻折到填土的表面，继续填土和压实，以使两层土体变为一个整体。此后对下一层格栅进行铺设，采用这种方法两段格栅一共能对5层格栅进行加固，格栅和地面之间也要形成3%左右的反坡，以此和开挖的台阶达到平齐。在第5层填土处，待填土被碾压密实后，对下一层格栅进行铺设，同时采用第一层土体所用方法开始铺设填筑，该层上部填土所设置的格栅，其长度增加至18m，伴随高度不断增加，对格栅的长度进行适当减短。采用格栅对填土路基进行加固，使格栅与边坡表面之间良好结合，能在较大程度上缩短坡长，同时能有效避免对路基稳定性造成影响[5]。

（3）对路基边坡坡脚进行加固。通过对坡脚的加固，能有效提高路基自身抗滑能力。常用的加固方法有以下两种：第一种为设置铁铲型的沟槽；第二种为设置挡土墙。该斜坡路基对以上两种方法进行了结合。在坡脚处设置铁铲型的沟槽，可以提高边坡的稳定性，沟槽的底部宽度为5m，深2.5m，然后在沟内填筑碎石，以增大摩擦。通过这样的处理，因抗剪强度很大，能使应力扩散至路面下部。受路基自重与上部荷载持续作用后，填土沿竖向产生滑移的过程中，滑动圆弧半径显著减小，边坡坡脚处的抗滑能力增强，使稳定系数明显增大。另外，采用碎砾石进行填筑还能为路基的排水创造良好条件，从而进一步提高稳定性。在设置铁铲型沟槽的同时，还在坡脚处增设挡土墙，使其基底处在沟槽的内部，墙高按2m控制。在设置挡土墙的过程中，应做好路基稳定性检验和计算。通过设置挡土墙，可起到收缩坡脚的作用，提高边坡的整体稳定性。

（4）在加固路基内部的过程中，将格栅裸露在边坡的表面，然后对路基边坡表面进行夯实处理，并在表面现浇混凝土格栅，在浇筑的混凝土实际强度达到要求后，结合周围环境情况，采用植草的方式防止坡面冲刷，提高土体稳定性。此外，采用植草的方法还能增强公路与周围自然环境之间的协调性，使公路更好地融入自然环境中。

4 结语

综上所述，高速公路因不断向山区等地形地质复杂的地区发展，出现了很多斜坡路基。本文对斜坡路基特征进行了分析，提出了斜坡路基破坏产生机理。研究表明，在斜坡路基施工中需根据路基实际情况，采取有效的加固措施，如填料和坡面衔接处加固、路基本体加固、边坡坡脚加固与坡面加固，以从根本上保证斜坡路基的稳定性和安全性。