高速公路边坡稳定性分析及其治理
(鄂尔多斯市东宇道路规划设计有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000) 摘 要：文章分析了边坡破坏的原因，总结了边坡破坏的 类型以及发生的条件，提出了实际工程中常用的边坡治理措施，为边坡治理提供了参考依据 。
关键词：高速公路；边坡；路基稳定性；治理措施
中图分类号：U418.5+2 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2009)03—0282—02
路基稳定是保证车辆正常通行的前提条件，构成路基的岩、土体是一种复杂的介质，它是由 边坡岩土、填土、裂隙、节理、弱面等组成的混合体。岩、土体的力学性质、结构、地下水 作用、地应力、地震、开挖及填土顺序等，都是影响路基稳定的重要因素。边坡稳定性分析 和治理研究是边坡工程研究的核心问题，边坡的长期稳定对高速公路施工及正常运营起着至 关重要的作用。
1 边坡破坏的原因
边坡包括自然边坡和人工边坡两种类型。前者是指在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷 岸坡、海岸陡崖等；后者是指人类工程活动形成的规模不同、陡缓不等的斜坡。
土质边坡的破坏，乃是由于土体中剪应力达到了土的抗剪强度，以致沿剪切面发生了破坏； 脆性岩石当正应变达到极限要发生张裂破坏，也会由于细裂隙应力集中，导致裂缝扩展和破 坏；此外剪应力不变而抗剪强度降低了也会发生破坏，总之当抗剪强度等于剪应力，边坡就 会发生破坏。因此预测边坡稳定与否，就是如何从实际的和最不利的条件出发，取得可能剪 切面的几何形状和力学指标进行安全系数检算。
2 边坡破坏的类型［1］
边坡破坏常发生在岩土软弱结构面和风化较严重地段。破坏前总有一些迹象发生，如边坡及 其建筑物开裂、错动、歪斜、挤凸和松弛。边坡破坏的主要形式有如下六种类型：
2.1 滑坡
指岩土斜坡(一般缓于400)在重力作用下沿一定的软弱面向下前方整体滑动的现象称为滑坡 。有层状平移式的滑动和渐进型的旋转滑动。
2.2 崩塌
陡坡(＞400)上岩土沿残积层中的裂隙和下伏风化较浅的岩层或软弱面瞬间脆性破坏的现象 称为崩塌。当岩土体本身处在不稳定状态，在振动、雨水、温差和冻胀作用下易于发生。
2.3 错落
斜坡上风化严重的岩体或岩堆受地下水潜蚀作用，细粒被带走，岩土空隙增大强度降低，在 重力作用下发生以竖向压实为主的剪切变形称为错落。
2.4 流坍
由于土质边坡饱水导致抗剪强度非常之低或完全消失，发生表层的边坡流坍或称馏坍。破坏 常自坡脚或含水量最大处开始，规模较小无明显的滑面，多见于粘土或粉土的新路堤和大雨 后发生。如果土体的含水量末超过液限，只处在软塑状态而滑动面又较明显者称为滑坍。
2.5 剥落
边坡上岩土表面或片状构造，由于风化作用而与母岩脱离，岩屑经常脱落的现象称为剥落， 而边坡本身是基本稳定的，边坡的向阳面昼夜温差大，剥落也较快。
2.6 冲刷
滨河或河滩上路基，边坡受洪水冲刷，滨海路堤还有潮水、风浪的侵袭，均可能造成局部淘 空或成段冲毁。
为保证行车安全要十分注意检查工作，及早发现初期微小的变形迹象，采取看守监视、抢护 加强和病害整治等措施。
3 边坡稳定性分析
对于大型或地质条件复杂的边坡，其稳定性分析一般分为两个阶段进行。第一阶段为定性分 析，是在大量收集边坡所在地区的地质资料的基础上，综合考虑影响边坡稳定的各种因素， 通过工程类比法或图解法对边坡的稳定状况和发展趋势做出估计和预测；第二阶段为定量分 析，对经上阶段分析认为是不稳定的边坡进行详勘，取得包括岩土或软弱结构面强度、地下 水流和水压等方面的资料后，根据边坡每一区段的岩土技术剖面，确定其可能的破坏模式， 并考虑所受到的各种荷载(如重力、水作用力、地震或爆破震动力等)，选择适当的参数进行 计算。定量分析的方法主要有：极限平衡法、有限元分析法、概率法等，其中极限平衡法属 经典的方法。两阶段的分析都应按不同的构造区段及边坡的不同方位分别进行，对于中、小 型边坡可将上述两阶段合并一次进行。
4 边坡治理措施［2］
边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工程。近年来，随着高速公路建设事业的迅 速发展，以及大型重点工程项目的日益增多，边坡治理总是越来越突出。目前可供采用的边 坡加固措施有很多，在边坡治理工程中强调多措施综合治理的原则，以加强边坡的稳定性。
4.1 改变斜坡几何形态
①消减推动滑坡产生的物质；②增加维持滑坡稳定区的物质；③放缓边坡。
4.2 支挡
支挡是边坡处治的基本措施，可从根本上解决边坡的问题，有重力式挡士墙；木笼块石墙； 鼠笼墙(钢丝笼内充以卵石)；被动桩、墩、沉井；原地浇筑混凝土连续墙；加筋挡土墙(有 聚合物或金属条或板片等加筋材料的挡土墙)；粗颗粒材构筑的支撑护坡墙；岩石坡面防护 网；崩塌落石阻滞或拦截系统；预防侵蚀的石块或混凝土块体等各种支挡结构形式。
4.3 加固
4.3.1 注浆加固。当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时，可采用压力注浆这一手段，对 边坡坡体进行深层加固。
4.3.2 锚杆加固。当边坡坡体破碎或边坡地层软弱时，可打入一定数量的锚杆，对边坡进 行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用，为一种浅层加固手段。
4.3.3 土钉加固。对于软质岩石边坡或土质边坡可以向坡体内打入足够数量的土钉，对边 坡起到加固作用。土钉加固边坡的作用机理相当于群锚的作用，具有“短”而“密”的特点 ，是一种浅层边坡处治技术。
4.3.4 预应力锚索加固。当边坡较高、坡体可能潜在破裂面位置较深时，预应力锚索加固 是一种较好的深层加固手段。
4.3.5 电渗锚固。
4.4 防护
边坡防护包括植物防护和工程防护两大类：
4.4.1 植物防护适用于边坡不高坡角不大的稳定边坡。
4.4.2 工程防护：①砌体封闭防护：当边坡坡度较陡、坡面土体松散、自稳性差时，可采 用污工砌体封闭防护措施。砌体封闭防护包括浆砌片石、浆砌块石、浆砌条石、浆砌预制块 、浆砌混凝土空心砖等。②射素混凝土防护：对于稳定性较好的岩质边坡，可在其表面喷射 一层素混凝土，防止岩石继续风化、剥落，达到稳定的目的。这是一种表层防护处治措施。 ③网锚喷防护：对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡，可采用挂网锚喷防 护.挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等，向坡体内打锚杆或(锚钉)将网钩 牢，向网上喷射一定厚度的素混凝土，对边坡进行封闭防护。
4.5 排水
4.5.1 截水沟。为防止边坡以外的水流进入坡体，对破面进行冲刷，影响边坡稳定性，通 常在边坡外缘设置截水沟，以拦截坡外水流。
4.5.2 坡内排水沟。除在边坡外缘设置截水沟外，在边坡坡体内应设置必要的排水沟，使 大气降雨能尽快排出坡体，避免对边坡稳定产生不利影响。
随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增加，复杂性增大，对边坡的处治技术要求也越来 越高，对于滑坡治理无论岩性如何变化，基本上采取了：“非锚及桩，既锚且桩“的措施， 具体采用什么样的治理措施，还需根据地形及土质特征进行具体的分析制定。
5 结束语
路基边坡稳定性问题是高速公路建设中一个重要的环节。路基边坡稳定与否直接关系到整个 高速公路能否安全运营，所以对路基边坡稳定性的研究尤其重要。在实际边坡治理过程中， 应通过细致的边坡地质勘察，查明失稳边坡的滑动面形态；正确、合理选择滑动面土强度参 数；监测地下水的活动变化等，尽可能使边坡的稳定性计算及治理方案设计与实际相符。
［参考文献］
［1］ 徐兴宾.高速公路高陡路堤边坡稳定性与塌方治理研究［D］.北京科技大学，2 003.
［2］ 郭敏.集安公路路堑边坡防护设计研究［D］.哈尔滨工业大学，2005.
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