高边坡支护方案设计探讨

高边坡支护方案设计探讨

卓润方

中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司云南昆明650000

摘要：在建筑行业，高边坡一般是指高度在10m以上及100m以下或岩质边坡高度在15m以上及100m以下的边坡，由于公路路线在建设过程中存在边坡数量较多、跨越的地质单元角度、拥有的地质条件较为复杂等因素，受到地质条件的影响，导致潜在的失去稳定性的边坡数量逐渐增多，在施工初期可能会出现较多失稳现象及多处变形现象，且加上施工工期较短的特性，导致边坡卸荷速度加快，公路边坡属于永久性边坡，为了保证公路的施工及运营安全，应针对支护方案进行相应的优化设计，提高公路高边坡正常建设及运营。

关键词：高边坡；支护方案；设计

1顺向岩质边坡的稳定性

在倾角低于10°的天然顺层边坡开挖施工中，需要切断岩层，但是由于倾角和下滑力比较小，因此，在层面抗剪强度的影响下，能够有效保证岩层结构稳定性，。在边坡施工中，倾角在10°～30°之间的天然顺层边坡较为常见，在这类边坡开挖施工过程中，应该注意不能够切断岩层，施工难度较大，病害问题也较为常见。如果边坡倾角在40°以上，则在开挖施工过程中，应该注意路堑刷方坡角的设计值与岩层倾角保持一致，这样才能够有效提升变频结构稳定性。

2几种常见的高边坡支护技术概述

2.1重力挡土墙

重力挡土墙，指代的是依据自身抵抗土体侧压力的挡土墙，挡土墙修筑的过程中可以将石块、片石当成砌体材料，也可以使用钢筋混凝土完成现浇工作，依据高边坡的实际情况将重力挡土墙制成直立型、倾斜型以及台阶型等几种形状。优点是取材的难度比较低、工艺比较简单，并且经济性比较强，高边坡在石料丰富的地区当中展现出的适应性比较强;缺陷是自重比较大，因此也就会对地基的承载力提出比较高的要求，在软弱下卧层地基以及边坡过高的情况之下，展现出来的适应性不是很强。

2.2加筋挡土墙

加筋挡土墙将土当成填充材料，在土体当中布置适当数量的拉结筋，凭借高边坡拉结筋和土体之间的摩擦力来对土体的强度做出保证。加筋挡土墙一般是由面板、筋待高边坡以及填料三部分的内容构成的柔性复合型支挡结构。加筋挡土墙技术实际应用的过程中，具有施工简单、材料消耗量少以及美观性强等特征，与此同时也不会对地基承载力提出太高的要求，具备较强的抗震性能。因为加筋挡土墙是凭借拉结筋和填料之间的相互作用起到支护效果，因此会对拉结筋材料质量以及填料的压实性提出比较高的要求。

2.3土钉墙支护

土钉墙支护也可以称为是喷锚支护，20世纪80年代从欧洲传入到我国之后，因为在实际工作的过程中具有操作简单、速度快以及经济性强等特征，因此在边坡工程施工环节当中得到较为广泛的应用。土钉墙护坡隶属于主动支挡高边坡体系包含的范围内，它的作用机理是凭借插筋这种方式来提升土体的强度，由插筋和坡面喷射高边坡混凝土共同构成护坡体系，以便于可以对坡体的稳定性做出一定保证。

2.4预应力锚杆框格梁支护

预应力锚杆框格梁支护是以往一段时间在原有支护结构的基础上，发展而成的一种创新型高边坡支护结构，是由在天然岩土体钻孔灌浆锚固的预应力锚杆及框格高边坡梁共同构成的护坡体系。钻孔灌浆锚固的预应力锚杆是通过灌浆和孔壁高边坡周边的摩擦力将预应力传输到深处的岩石当中，与此同时顶端框格梁和锚杆高边坡共同构成的空间框架来承担边坡上的土压力，能够让土体位移问题得到有效地控制。除去上文中所说的问题之外，高边坡框格梁的边坡表面也会对斜坡土体施加一定压应力，促使土体本身的抗剪强度得到大幅度提升，以此为基础促使土体的力学性能得到改善，自然可以对土体的稳定性及安全性做出一定保证。

3高边坡支护方案的具体优化设计措施及途径

3.1微型桩的设计方案

微型桩的直径一般在100～300mm以内，桩长在30m以内，主要适用于中小型滑坡上，若不将桩头进行连接将会导致抗弯刚度较小的现象出现，最为主要的布置形式为网状结构的斜桩及排列的直桩，现阶段尚未寻找到准确科学的计算方法，因此，只能采用工程类比的方式进行一定的施工操作，微型桩具有对周边土体干扰较小及可以在较小的区域内进行施工、施工速度快等优势，一旦出现边坡规模超过一定范围的现象，会导致下滑推力增大，无法满足桩的抗剪强度，很大程度上增加了施工成本。

3.2半边桩设计技术

在对高边坡实施加固操作时，半坡桩属于施工过程中较为常见及应用广泛的方式，这种设计主要应用在边坡的中部位置，将一个宽大的平台留置在半坡中间的位置上就是半边桩，平台的宽度应设置为7m左右，在施工过程中根据具体情况将大桩尽量埋深，形成一个半无限体的锚固条件后，对下部边坡的开挖爆破进行限制，一定程度上保证半坡桩的有效性，顺倾地段的岩层将半坡桩深入底层的潜在滑动面下方，保证深度，减少下部边坡开挖导致的深层滑面滑动现象，保证半坡桩的使用效果，在高边坡支护设计过程中实施半坡桩技术能在一定程度上保证状体以上的边坡具有一定的安全性及稳定性。

3.3坡率法设计技术

坡率法主要是指控制边坡高度，无需对边坡整体加固，属于一种人工边坡设计方案，具有施工便利、效果较好及施工成本较低等特点及优势。在工程条件允许的情况下首先选择坡率法实施相应的设计，较大高度的边坡应选择分级的方式进行，在分级放坡方式执行之前应验算好边坡整体及各级之间的稳定性，使得边坡的投资成本及稳定性不会受到边坡坡度的影响而发生变化，在一些线路工程路基中的边坡，主要是陡坡低端的路堤的挖方边坡中，由于施工难度较高及施工工程量较大，且属于影响路基稳定性的关键因素，若边坡拥有较差的地质水文条件，就会很容易出现病害持续时间较长的现象，边坡长期意外受到水的作用后导致边坡出现程度不一的坍塌现象，严重影响工程的实施。因此，在设计高边坡支护的过程中首先确定路基边坡的坡度，保证路基的稳定性及断面经济性，在设计过程中应全面分析、综合考虑，结合坡率法与锚杆或锚喷支护，护面墙等进行综合应用，设计组合边坡，综合应用植被护坡的方式美化边坡的环境，针对不适合全高放坡的地理位置应在边坡下段设计支护结构，下段位置应采用坡率法设计，提高边坡的稳定性。采用建设较为便利的护坡技术，处理较为复杂的边坡地质条件，不断加大挖方及填方的工作量，保证填挖的平衡性，降低治理费用及治理难度，减少经济成本。

3.4板桩墙设计技术

支护结构式锚杆挡墙技术均属于板桩墙技术，在开挖施工路堑的过程中可能会出现岩层倾向临空的现象，坡体一旦进行开挖会导致一层软弱层剪断或多层软弱层剪断的现象发生。因此，有效的板桩墙支护设计技术显得尤为重要，能针对滑坡问题起到挡土板及桩的效果。但此方案具有施工耗费时间较长、施工周期较长及施工造价较高，施工难度较大等因素。

4结束语

总之，在高边坡支护方案设计过程中，整体工程质量受到边坡工程的严重影响，边坡具有治理费用高及治理难度较大等特点，因此，有效的高边坡支护设计方案显得尤为重要。高边坡支护的主要设计方案包括：坡率法设计技术、板桩墙设计技术、半边桩设计技术及微型桩的设计技术等，这些设计技术的出现很大程度上降低了治理难度，减少了治理费用，提高了高边坡的稳定性，保证了整体工程的工程质量。

参考文献:

[1]王玉峰，程谦恭，黄英儒，等.不同支护模式下黄土高边坡开挖变形离心模型试验研究[J].岩石力学与工程学报，2016，33（5）：1032-1046.

[2]林久卿.某岩质高边坡的稳定性分析及锚固优化设计[D].南宁：广西大学，2016.

[3]安龙.高边坡设计与支护问题实例分析[J].江西建材，2015（21）：76.