高速公路边坡产生病害原因及治理措施

高速公路边坡产生病害原因及治理措施

作者：李应远

来源：《中国科技博览》2012年第16期

[摘要]： 高速公路建设不断向山区延伸，为满足公路技术标准，许多山体被切割修建成宽阔的路基，形成高大路堑边坡，致使自然平衡的山体出现不稳定状态，加之岩石破碎、地表松散，各种类型地质灾害比比皆是，严重影响着路基、路面稳定，危及着车辆安全运行。因此，路基挖方高边坡的安全稳定性已越来越引起重视。以往的山区公路建设在施工中或通车运营过程中发生过高边坡失稳问题，为治理这些边坡不但耗去了大量的资金，还拖延了工期，影响了公路的正常运营，有的高边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。 [关键词]： 高速公路 治理措施 边坡病害

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）16- 0113-02 1、公路边坡产生病害的类型

边坡病害基本上可以归纳为崩塌、滑坡、错落和坍塌等四种类型。其不同类型的病害，虽然影响因素基本相同，但破坏特征却大相径庭。

①边坡崩塌病害。大量的岩土从高的陡斜坡上，以垂直的、高速的方式向下崩落，一旦碰撞到地面，便发生翻滚、跳跃，完整岩体顿时破碎成碎石，成堆状形态，堆落在边坡下面。 ②边坡滑坡病害。位于斜坡上的岩土，在重力作用下，由于种种原因改变了坡体内一定部位的软弱带（或面）中应力状态，或因水和其他物理化学作用降低其强度，或因振动或其他作用破坏其结构，当应力大于自身强度时则产生剪切破坏，其上岩土失去稳定，从而导致整体或分几大块向前滑动。

③边坡错落病害。在突出（或具有带状平台）的坡体内，如果底部有一层松软而破碎的岩土组成有一定的厚度，且向外缓倾或向山缓倾的软弱垫层，产生以软弱垫层压缩为主而微向临空移动的现象称为错落。

④边坡坍塌病害。边坡体一定范围的岩土，由于雨雪水和上层滞水等活动，或由于受振动、侧向卸荷、坡面加载或四季时干时湿等因素的影响，特别是雨季中或融雪后受湿的岩土自重增大，且强度降低，使岩土的结合密实度变化，其密实度不能支持旱季中斜坡的陡度而塌坡，塌至与其相适应的坡率为止的一种变形现象。 2、公路边坡病害治理措施 2.1国际岩土学会治理措施分类

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国际岩土学会对边坡治理措施分类为：①改变斜坡的几何形态（从滑坡的滑动区搬出物质，减缓斜坡坡度）；②排水（地表排水，把水排到滑坡区外，充填渗水材料的浅沟或深沟排水，粗粒材料的支撑盲沟排水，用泵抽水或自流排水的垂直孔群排水，重力排水的垂直井群排水，电渗排水等）；③支挡结构（各种形式的挡墙，被动式桩、墩和沉井，岩石边坡的固定网，岩石崩塌的减缓和阻止系统，抗冲刷的保护性岩石或混凝土块）；④斜坡内部加固（岩石锚栓，微型桩群，土钉，锚杆，注浆，冻结，种植植物等）。 2.2目前国内治理措施

21世纪，我国高速公路进入快速发展时期，公路边坡病害也随之增多。目前，在高速公路建设上，对病害边坡的治理方法，一般做法是：针对不同的边坡病害状况，采取“对症下药”的办法进行治理。根据实践经验统计，按照所采取的治理措施的原理，将其归纳为坡率法、排水措施、支挡结构和植物防护法等四大类。 2.2.1坡率法

这种治理边坡措施的原理是：采取减重或反压措施，以保证边坡处于稳定状态。具体做法是：对不稳定边坡，按稳定的坡率要求进行刷方，一直刷到稳定的坡率为止。刷方就是削去陡坡上的岩土，按稳定的坡率分设成若干级平台，或对边坡上部进行减重，在边坡下部进行堆土反压，以保证边坡稳定。坡率法虽然是一种最原始的工程措施，然而，也是一种永恒的方法。其特点：施工简单，机械化程度高。但是，对原有自然边坡植被和环境破坏较大，仅适用于低矮平坦的边坡，或少量刷方不会引起大边坡病害的地带，具有减重和反压条件。 2.2.2支挡结构

对于不稳定的边坡，在下部采取设置挡土墙或抗滑桩等阻挡设施，阻止滑坡位移，或用预应力锚索或锚杆等组成框架结构等，采取主动措施拦住滑坡，以保证坡体稳定。在当今高速公路建设中，对治理高路堑边坡病害时，这是一种应用比较广泛的一类工程治理措施。按照阻挡结构的受力特征，这类治理措施又分为刚性和柔性支挡结构两个亚类，每个亚类又分为若干次类。

①刚性支挡结构：按其支挡结构原理和材料不同，常用的有：抗滑挡土墙、抗滑桩、锚索桩、预应力锚索抗滑桩，各自的工作机理和适用条件分述如下： a）抗滑挡土墙

抗滑挡土墙是依靠墙底摩阻力和墙前被动土压力平衡边坡破坏力，利用自身重量或部分土体保持墙体不会倾倒。这种抗滑结构形式，是公路建设中早期最常用的支挡结构，也是20世纪50年代治理大中型边坡病害的重要手段。抗滑挡土墙的特点：施工简便，只需劳力，不需机械，取材容易，大多为石料和少量水泥，个别用混凝土代替；施工时需要采取跳槽开挖方式，施工安排不当会造成坍塌，其抗滑能力有限，仅适用于边坡病害较浅，适宜破坏力不大的

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较矮边坡。为适应地形地质条件，它还演绎出了多种断面形式，伴随着科学技术发展，今后将会减少应用这类抗滑措施，或降低其使用高度。对于这种类型的挡土墙，原苏联、日本等国家在港工建筑物中对有卸荷板或卸荷平台的挡土结构研究较多，在港工建筑物中我国应用的也是比较早的。 b）抗滑桩

抗滑桩是一种侧向受荷的结构。它是将边坡破坏力通过桩身传递到下部锚固段，由锚固段的桩周抗力来平衡，类似于一种悬臂受力结构。人工挖孔浇筑抗滑桩，是我国开发的一种支挡结构。在预应力锚固技术应用于边坡加固之前，大截面人工挖孔抗滑桩长期以来是治理大、中型滑坡的主要手段。其特点：桩位可灵活设置，可集中设置在滑体的某一部位，也可单独使用，还可与其他结构联合使用；施工安全，施工过程中可验证地质资料；适用于松散、软弱、地下水丰富而不易产生锚固力或对锚索有腐蚀作用的地层。不足之处，一般截面较大，外露式影响环境美观。

c）锚索桩和预应力锚索抗滑桩

锚索抗滑桩上端类似铰支，下端类似弹性固结的梁式结构，由锚索拉力和桩身抗力抵抗边坡破坏力。在这里所说的预应力抗滑桩，只是桩身采用预应力钢筋混凝土结构。这两种抗滑桩与普通抗滑桩相比，施工比较复杂，机械化程度高，工期短，节约材料，成本低。锚索桩和预应力锚索抗滑桩，是20世纪80年代以来开始使用的方法，当前应用相当广泛。外露式的不宜采用，不适宜不易形成锚固力和对锚索有腐蚀作用的地层。一般情况下，预应力锚索抗滑桩较普通抗滑桩节约投资20%～30%。

②柔性支挡结构：按其支挡结构原理和所用材料不同，常用的有锚杆框架、锚索框架、压浆锚固、竖向钢花管注浆、多次注浆钢管框架。这类支挡结构共同的特征是：锚杆或锚索一端及压浆深入到边坡之内，锚固到稳定的岩体中，另一端在坡体表面用框架连接结成整体，牢固地箍住滑坡，锚杆（索）、框架和滑坡形成稳固的整体，以达到治理滑坡病害的目的。 a）锚杆框架

锚杆框架将锚杆群按一定方式布设在滑坡上，锚杆深入到稳定岩体，通过锚杆向岩体内灌浆，一是提高岩体的强度，同时增强了岩体对锚杆的锚固力，依靠该锚固力提供对滑坡的抗滑力，框架将锚杆联结在一起，形成对坡体起框箍作用。锚杆框架特点：结构轻巧，机械化施工程度高，框架（地梁）内可植草绿化，但钢筋锚杆的锚固力有限，可采用自上而下的分层施工法，对边坡的扰动小。它可以代替土钉墙、挂网喷浆及抗滑挡土墙。适宜于能产生锚固力和不腐蚀钢筋的浅层路堑边坡。 b）预应力锚索框架

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预应力锚索替换为普通钢筋锚杆后，就变为预应力锚索框架。预应力可深入更深的岩层，与框架一起形成对滑坡更大的框箍作用。 c）压浆锚柱

压浆锚固滑坡的工作机理：在坡体上钻孔到稳定的岩层中，在钻孔里放置插入钢筋笼、柱，一是提高岩体强度，二是钢筋混凝土柱体起抗滑销键作用，与坡面起到框箍作用。该技术特点：治理结构轻巧，施工机械化程度高，柱顶用框架连接，框架内可绿化，对原有边坡扰动小。适用于滑动较浅的风化破碎岩石、坡残积土等滑坡。 2.2.3排水措施

对于边坡稳定来说，除去边坡岩体自身岩体结构和所处边坡坡度外，雨水、雪溶水、地下水则是滑坡滑动的诱发因素。因此，在一定的条件下，截流坡面流水，防止地面水下渗，疏干滑坡内已存在的地下水，都是保护边坡稳定的积极措施。按照排水设施的作用和排、渗方法不同，排水设施有：仰斜疏干孔、边坡渗漏、支撑渗漏、截排水盲洞等方法。仰斜疏干孔：用机械在滑坡上成孔，孔内安放透水的滤管将地下水引出坡体。边坡渗漏：在滑坡体上挖出沟槽，填上渗水材料，把地下水集中排除到坡体之外。支撑渗漏：将沟槽设置在滑面以下，既有排水作用又有抗滑作用。截排水盲洞：靠洞顶以上位置设置渗水井、渗水管，形成截水帷幕，把坡体内的水集中，通过洞中排水设施将积水排出。 3、结束语