高边坡设计与加固的思考

高边坡设计与加固的思考

曾杰

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司重庆400042

摘要：高边坡就是我们通常意义上将高度大于30m的岩质边坡定义为高边坡，土质边坡大于20m的也可以称之为高边坡，它在公路、水利、铁路等基础设施中被广泛应用，一般来说地质体的一部分是需要经过人工改造的，这样才能投入使用，但是改造过的高边坡的稳定性就会受到各方面的影响，有土质体内部结构问题也有外部人工改造问题，也就是如此高边坡设计还属于一种特殊性的设计，就因为地质体的复杂性、不均衡性以及多变性，使得无法对其进行设计模式的规范，这也就为它的设计增加了许多的难度。

关键字：高边坡；设计；加固

1工程概况

本项目为城市支路L61路，双向两车道，路起点接金渝大道，道路线形先向西与金渝大道平行，然后转弯向北，中途与其他路段形成T字形交叉口，终点与L37路形成T字形交叉口，该交叉口以后路段为L42路南段。L61道路全长1127．747m，标准路幅宽18m和16m，其中车行道为10m。根据道路设计，本工程在道路桩号K0+960～K1+127．747段道路左侧，道路桩号K1+000～K1+127．747段道路右侧形成挖高边坡，其最大挖方高度约为62．0m。

2高边坡支护设计

2.1边坡稳定性验算

按照设计路面标高进行路基平整以后，该段将形成的挖方路堑边坡高度约12．40～46．20m，边坡安全等级为一级。挖方段横坡地形起伏(地形坡角一般为2～32°)，下伏基岩面倾角大于12°。剖面段现地面和土岩接触面坡角较起伏，挖方边坡易沿基岩面或土体内部发生滑移失稳，直立开挖不稳定;为验算挖方后的稳定性，选取代表剖面进行稳定性计算。根据设计，该段按放坡处理，计算按设计坡型考虑。稳定性计算参数取值，按照粉质粘土室内试验数据及当地经验结合取值:人工填土天然重度取21．0kN/m3，C值取0，φ值取28°，饱和重度取22．0kN/m3，C值取0，φ值取22°;安全系数均为1．30。

该挖方路堑在天然状态下稳定系数为1．10，在饱和状态下稳定系数为0．83，处于不稳定状态。该挖方边坡在饱和状下易沿基岩面或土体内部滑动。建议坡脚设置抗滑桩板挡墙支挡，以中风化基岩为基础持力层;放坡坡率为1∶1．75，6m为第一级，6m以上每8m为一级，每级间设置宽度不小于2．0m的碎落台。并做好坡顶坡底排水导流工作。

2.2边坡支护设计措施

边坡为土质边坡，因受旁边地块用地限制，该段边坡无坡率法放坡条件，经与业主及旁边地块协调后采用路边设置临空10m挡墙，上部按坡率1∶2放坡，每10m设置一个台阶，台阶宽度2．0m。针对路侧临空10m挡墙，根据地勘资料，K1+034～K1+067段，岩土界面较陡，边坡存在沿岩土截面下滑风险，根据地勘资料，如设计采用两种方案进行支护:

方案一仅在坡脚设置抗滑桩，约需桩径3．2m，桩间距4．0m，桩截面过大，施工风险大，设计不合理。

方案二采用两排抗滑桩进行支护，在坡顶下一级设置一排抗滑桩，在坡脚设置一排抗滑桩进行分级支护。上排抗滑桩截面2×2．5m，桩间距4．0m，采用人工挖孔成桩，下排抗滑桩径2．4m，桩间距4．0m，采用机械成孔。

2.3边坡施工

边坡施工采用边观测收集信息变动态施工，发现边坡位移过大，发生速变情况，周围出现出现沉降开裂等情况应暂停施工，分析险情原因，及时采取应对措施。严禁无序大开挖、大爆破作业，以保证坡顶建(构)筑物不出现危险。应加强整个边坡(含坡肩上部)的排水系统设置，尽量避免地表水和生活废水排入坡体。支挡结构也必须设置较好的泄水设施，边坡顶部应设置截水沟，边坡底部应设置排水沟。施工过程中严格禁止在坡顶堆载。

3高边坡设计加固思考

由于高边坡设计的复杂性，在目前对于高边坡的加固项目主要采用的措施有几种，分别是拦挡建筑物修建、坡面支撑防护、锚固、灌浆加固、排水系统修建、地基软基加固、抗滑桩修建、柔性拦石网技术等。这些加固技术要根据实际的高边坡变形破坏情况来进行具体的选择，这样才能达到有效的加固效果。

3.1拦挡建筑物修建

在高边坡加固中比较常用到的措施中拦挡建筑物的修建可以起到一定的遮挡效果，也就是说可以对已经变形破坏的高边坡进行有效的遮挡，主要的拦挡建筑物有落石槽、落石平台、拦堤、明洞等。

3.2坡面支撑防护

除了对高边坡进行遮挡拦挡以外，还需要对其进行有效的支撑，也就是对可能会出现的塌陷等现象进行有力的支撑，确保其不会突然的发生塌陷危害。支撑其实就是指对悬于上面或拉断坠落的急臂状或拱桥状等危岩就需要采用墩、柱或其他的形式进行支撑加固，以此来达到加固治理的目的，在一些比较脆弱的危岩区要先进行清理工作后在进行支撑。

3.3锚固

对于高边坡容易发生崩塌错落的地方就需要采用预应力锚索或锚杆进行加固处理，这些都被称之为锚固技术，这种技术的使用就是为了预防崩塌现象的发生，而且锚固技术可以有效的将岩体的裂缝宽度变小，使整个岩体的完整性得到很大的提高，对于岩体上部的加固很有效。

3.4灌浆加固

灌浆加固就是指用水泥灌浆的方法来对整个岩体的抗拉性加强，让岩体的完整性与强度都能得到提高，且它的安全系数也比较高，不过它一般都是和锚固技术搭配使用的，先锚固再灌浆效果会更好。

3.5排水系统修建

把高边坡中的水排出去也可以加强其强度使其稳定性增强，这就需要在其地表修建地表排水系统把因雨水所产生的径流进行拦截疏导，不使其停留在岩石表面，同时通过排水孔也可以把岩石中的地下水进行有效的排出，这样可以有效的防止或减低岩体软化现象。

3.6软基加固

高边坡的下方岩体通常都是裸露的泥岩基座，而这个泥岩基座时间久了会被风化，因此就需要在其周边进行一定的喷浆护理，加强其软基的强度，如若已经出现风化现象就需要采取一定的补救措施，防止其进一步的风化，可以采用支撑的方式来进行加固。

3.7抗滑桩修建

抗滑桩的修建就是指在岩体和滑床之间进行锚固桩的修建工程，让两者成为一个整体，这样就可以起到抗滑的作用，通常用的抗滑桩有钢板桩、木桩以及钢筋混凝土等。

3.8柔性拦石网技术

柔性拦石网技术是一种新型技术，它就是利用钢绳网作为主要的构成，以此来对高边坡中的危岩就行柔性化的防护，它的柔性和强度都更能适应集中荷载的冲击，对于出现的高能量崩塌也是比较理想的加固措施。

3.9干砌片石防护措施

干砌片石的防护主要用于对边坡的保护，避免受到地面径流、大气降低水侵害。在此基础上，还保障了浸水路堤边坡，免除水流的冲力伤害。其缺陷主要是长期承受主动压力段、潮湿比较严重的路段是不能应用该方法。其干砌片石能够用于下边坡中的土质边坡防护，其坡度是不陡于1:1.25。对于水流较大的边坡不易适用。

3.10浆砌片石防护

浆砌片石防护主要用于沿河路堤，对于水影响较大的情况。这种防护形式，可以有效减小水对路基的影响，保证路基的整体稳定。一般沿河路段可选用与其它路段相同的边坡坡率，对于漫水区，其边坡坡度不陡于1:1.75，此措施可用于易风化岩石、土质边坡路段。

结语

高边坡防护及其加固工作是一项十分复杂化的工程，其对高边坡正常运行、自然生态环境有着十分重要的影响。因此，相关人员必须高度重视高边坡防护的工作，在建筑工程施工阶段，应综合分析边坡稳定的因素，结合工程所处的地区地质情况，选择出最适宜的边坡进行防护施工，在保障高边坡稳定性、安全性的同时，兼顾投资及美观是防护工程发展的方向。

参考文献：

[1]泮俊.山区公路高边坡危险性分级及动态设计研究[D].长安大学,2016.

[2]卫强.公路路基高边坡整体稳定性分析研究[D].重庆交通大学,2010