高边坡加固防护设计分析

戴奕洲

摘 要：高边坡的合理设计，能有效避免边坡的失稳，确保行车人员的生命财产安全。因此，如何做到高边坡加固防护设计的科学性和安全性成为研究的重点。文章分析了影响高边坡稳定的因素，并在论述防护设计原则的基础上，分别从高边坡坡形坡率设计、支挡加固工程设计、防护工程设计及排水工程设计等方面对高边坡加固防护设計进行了探讨。

关键词：高边坡；加固防护；设计方案

中图分类号：U418.5+2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0087-02

Abstract： The reasonable design of the high slope can effectively avoid the instability of the slope and ensure the safety of the life and property of the driving personnel. Therefore， how to make the design of high slope reinforcement and protection scientific and safe has become the focus of research. In this paper， the factors affecting the stability of high slope are analyzed， and on the basis of discussing the design principle of protection， the reinforcement and protection design of high side slope is discussed from the aspects of slope rate design， retaining reinforcement engineering design， protection engineering design and drainage engineering design.

Keywords： high slope； reinforcement and protection； design scheme

1 影响高边坡稳定的主要因素

1.1 高边坡的工程地质特征

决定边坡是否稳定的主要因素是工程地质的内在特质，其主要包含以下的几个内容：（1）地层岩性：高边坡的重要构成物质就是地层岩性，这种物质影响到岩石的强度值、抗风化性能、岩体的结构以及其是否能够保证边坡具有良好的稳定性。（2）地质构造：其影响到岩层的形成形状，节理裂隙的性质和其将来的发育状况。（3）边坡岩体的风化等级：如果说岩体出现了风化的状况，那么这不仅损坏了岩体的完整性效果，还会使岩石物质发生改变，最终可能会使得岩石的物理性质发生变化，进而直接对岩体的强度以及水稳性造成不好的影响。

1.2 边坡坡形、坡率、坡高及加固措施

路堑边坡的开挖是对山体应力状态的重大改变，如处理不当，将是造成边坡失稳的直接原因。因此路堑边坡的设计是否合理是决定路堑边坡稳定的关键，它包括确定坡形、坡率、边坡高度和加固与防护结构的类型等。

1.3 施工方法、工艺及施工顺序

使用正确的施工方法与施工工艺会对路堑边坡的稳定效果有很大的影响，因此需要针对不一样的地质构造和工程特点，科学合理地挑选施工方法和工艺，在开展开挖工作的同时要密切的配合支档工作。对于那些稳定性比较不好的边坡，我们必须采用逐级开挖作业工作，也就是说挖一级，支挡一级的作业方式。

1.4 其他因素

除上述因素以外，如破坏植被，生产、生活用水管理不善、边坡上部人为堆载等，均对边坡的稳定有不利的影响。

2 高边坡加固防护设计原则

本线路堑高边坡设计遵循“减载、固脚、强腰、排水”的原则，贯彻“建绿色通道，走环保之路”、“恢复自然、水土保持、综合治理、因地制宜、技术先进、经济美观”的理念。在卸载受限制，放坡对自然植被影响严重的路段，采取“强支挡、弱削方”的原则来加固边坡；部分工点具备放坡施工条件，采用放坡减载设计，以缩短工期和降低工程造价。

3 高边坡加固防护设计分析

3.1 坡形坡率设计

坡形和坡率的设计方式对高边坡的影响也很大，其在一定程度上影响了边坡的稳定效果以及整个工程的施工费用。对于边坡的坡高和坡率的设计要综合以下五个因素：第一个因素是工程选取的地质类比参数；第二个因素是相关的力学计算数据；第三个因素是生态保护状况；第四个因素是周边的绿化难易程度；第五个因素是行车的视觉参数等。对于不同类型的岩体结构可以采用不同坡形和坡率来进行设计：（1）坡形设计：结合近年来高速公路建设经验，选择阶梯式的边坡，通常来说一个台阶的距离为8-15米，宽度一般为2米。（2）坡率设计：根据各个坡体不同的情况，采用工程地质类比的方法，对硬质岩取较小的数值，对于软质岩取较大的数值；对于那些完整的岩体取较小数值，对于那些相对较碎的岩体取较大的数值。

3.2 支挡加固工程设计

岩土边坡常用的支挡加固工程可分为传统的支挡体系和锚式体系，不同体系的支挡加固技术措施，具有各自的优势。

（1）挡土墙（支挡体系）：最大的优势是片石（或砼）来源广泛，施工方便，具有良好的经济性。其最大的局限性是承载能力较小，对高陡边坡适应能力差，挡墙建筑高度受限制，对受陡效果不明显。（2）锚固桩、桩板墙及预应力锚索抗滑桩（桩式体系）：这类桩式体系最大优势是承载能力较强，其结构特点是充分利用岩土（嵌固段）的自身强度，建筑高度相对较大，尤其预应力锚固桩视地质条件和工程需要可做得更高一些，对高边坡收坡效果较好，本措施适用于滑动力较大的大、中型滑坡整治。（3）预应力锚索（锚式体系）：通过预应力钢索自身的一些特点，钢索会进入到边坡一定的深度，那么在相关的设计中就要给钢索计算一定的拉力，进而可以对边坡产生主动的预应力，最终可以更好地使边坡保持稳定。（4）钢筋砂浆锚杆（含预应力锚杆）：钢筋砂浆锚杆具有施工简便、快速、工程造价低廉的优点，适用于边坡浅层变形（坍塌、小型楔体破坏等）的预防性加固。钢筋砂浆锚杆配套格梁，增强了坡面的整体性和稳定性外，并为岩质坡面绿化提供了良好条件。十多年来，国内高速公路路堑边坡已广为应用。（5）注浆钢锚管（锚式体系）：这种技术类似于钢筋砂浆锚杆，在施工的过程中其于破面保持一定的角度，然后再加入注水的泥沙，使得边坡更加的稳定。这种方法的优点体现在：有效的改善了岩土的基本结构，这对边坡脚度的抗压能力，通过上述方法的具体描述，边坡的稳定性也有较大的提升。

在现行可供选择的加固工程技术措施中，对存在深层破坏的多级高边坡，挡土墙显然是力不从心的；抗滑桩、锚固桩加固技术可行，但施工期长，经济代价高昂；采用预应力锚索或锚杆这一技术措施无论其适应性和加固效果、經济性及方便施工等方面都是现实可行的。

根据高边坡工程稳定性能的指标评价，对于那些评价数值较低的边坡，意味着其稳定性不高，这就需要进行边坡的加固。依照国家相关的技术标准，加固之后的边坡的稳定性系数不能低于1.2-1.25。通常而言，依据实际的地理条件，如果对土地征用相对容易的地方，那么此时的边坡可以适当的减小坡度，从而提高边坡的稳定性能，对于那些卸载受到限制的地方，可以采用“强支档、弱削方”的方案来提高边坡的稳定性。

一般而言，对于第一级的边坡更多的是利用锚杆加格梁。采用上述的方法一共有两个优点：第一个优点是能够固定脚，进而边坡的完整性，对边坡的稳定性能有很大的优势；第二个优点是逐级的绿化坡边，使得观赏效果更佳。

3.3 防护工程设计

防护工程的设计一般来说有两个任务：其中第一个任务是控制表层土质的风化速度；第二个任务是有效的抵御雨水的冲洗。

（1）残坡积层和风化层的边坡的防护设计：由于上述的这些边坡呈现风化土层状态，为了同时满足坡面不会受到雨水的冲刷以及边坡的整齐美丽。通常来说是采用一些植被进行有效的防护，这些植被可以是花草也可以是树木，植被形成一个隔离坡面，这样一来就能有效的减少雨水的直接冲刷。（2）对于那些风化岩质以及坡度较高的边坡，如果说种植一些普通植物的话，这些植物容易死亡，那么这种植物是需要客土类型的植物，尽可能地选择适合本地区生长的植被，加入一些矮灌木籽，为了增加美感适当加入一些花卉类型。（3）在边坡周边设置C20混凝土护脚，有效防止坡脚积水泡软。（4）为加强边坡的养护与管理，在边坡每级坡面适当位置结合检查踏步，采用C20预制块拼装。

3.4 排水工程设计

水的因素是制约边坡稳定效果的关键环节，根据相关的数据显示，一大部分的滑坡事故就是因为水的因素所造成的，基于上述因素的综合考虑，对于高边坡的防水加固施工也是整体施工中最为重要的一个部分。做好相关的排水工作能够提高土体的抗剪强度，从而使得高边坡具备更高的稳定效果。排水施工可以从以下几个方面进行论述：（1）坡体表面的排水设计：设计的基本思路就是把处在表层的水进行有效的拦截，进而排放在其两端的堑顶截水沟里面。对于特别的地理位置，举例来说山坡的凹槽处的破面，这样的位置需要设置相对紧急的流水槽，进而把水排出坡面。堑顶挡水，边沟、截水沟和急流槽均采用C20混凝土。（2）坡体深层排水：对于地下水储存较多的边坡来说，一般采用的是斜孔排水的方法，这样可以有效的导出坡体的水分，从而降低地下水的水位，通过上述的方式可以有效的提高边坡的稳定性能。（3）边坡浅层水位的排水：一些水分处在边坡的浅层位置，这样可以采用边坡渗沟的方法进行有效的排水。

4 结束语

高边坡是工程建设中常见的工程形式，在工程中发挥了重要的作用。因此相关的设计施工的工作者尽可能的融合工程的实际状况，有针对性的选择合适的设计方案，不但对高边坡的施工质量提供了可靠的保障，而其极大地促进了我国的建筑安全事业。

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