高速公路滑坡与高边坡病害的治理措施

杨再均

(贵州省交通建设工程质量监督局，贵州 贵阳 550001)



高速公路滑坡与高边坡病害的治理措施

杨再均

(贵州省交通建设工程质量监督局，贵州 贵阳 550001)

针对高速公路滑坡与边坡病害的相关问题，提出滑坡与高边坡病害处理的基本方法。先讨论了诱发高速公路滑坡与高边坡病害的基本原因，再结合实际工程案例，先介绍该案例的基本信息，再对其开展高边坡设计管理方法进行讨论，以求为未来高速公路滑坡与高边坡病害处理提供理论支撑。

高速公路滑坡；高边坡病害；高边坡设计

1 工程案例简介

该工程位于我国南方某地区，呈北东——南西走向，全长约为148 km。该高速公路国道的重要组成部分，施工所经历的地区地质环境脆弱，易出现崩塌、滑坡等，对高速公路安全产生影响。针对这一现象，相关部门在高速公路滑坡与高边坡病害处理中，将高边坡设计作为整个工作的重点。

2 常见高边坡工程加固技术

当前我国在高边坡加固中，主要采取地表排水、填土反压等措施，但多数工程案例表明，上述措施虽然能解决高边坡不稳的问题，但稳固效果时间短，依然存在边坡失风险。而随着现代科学技术发展，高边坡加固技术措施越来越多，强调边坡加固治理中多种措施的联合应用，最终强化边坡整体性能。

3 高边坡设计方法

在该项目工程中，高边坡主要采取三种方法相结合的方式，主要包括：(1)工程地质比拟法。以自然稳定坡为研究对象，比拟确定最佳坡形、坡高与坡率，并与本次工程实践相结合。(2)力学分析法。构件基于施工坡面的力学模型，将不同力学结构的边坡设计方案应用到模型上，分析不同力学模型的应用效果，根据不同模型的优缺点，对最佳加固模型的局部进行优化，确保边坡设计的合理性。(3)经验并对比法。积极发挥老员工在工程建设中在作用，在听取老员工的工作经验与建议后，将建议作为重要的边坡设计参数进行考虑。

4 预应力锚索框架

(1)技术原理与应用

该技术主要以预应力锚索与框架为基础，共同构建了一个新型支护体系，主要以坡体整体结构为核心，按位置将框架划分为横梁、纵梁，两梁之间呈垂直关系。预应力锚索框架对边坡的加固作用主要体现为两方面：①预应力锚索被作为加固体的重要组成部分，通过调动岩土体的力学性质，依靠灌浆技术将预应力提供点设置在稳定的岩土、岩体中，为整个框架提供稳定的预应力保证。而岩土体受压力影响，表层滑移面摩擦力增大，最终强化坡体滑移阻力，避免滑坡现象发生。②将预应力锚索中的锚索固定在框架上，使锚固力优先作用到框架上，再依靠框架将力传递到岩土体上，最终产生附加应力，改变岩土体受力环境，使其具有良好的自稳能力。同时，考虑到框架与坡面的接触面积较大，因此能显著控制坡面变形现象，建立一个由表及里的加固体系，防止边坡失稳。

(2)应用分析

在该项目中，预应力锚索框架主要被应用在多级挖方边坡上，重视对表层与坡面病害的处理。同时，该项目技术人员考虑到不同岩土质材料自身徐变性能的变化，要保证预应力苗锁框架具有良好的锚固力，切忌将其应用到具有强腐蚀性的地层中。同时，由于预应力锚索框架是一种柔性支挡加固体系，因此其受力均会由锚索承担，但锚索在工程中不能承受剪力作用，因此在工程中建议使用预应力锚索为辅助手段。在该项目中，重视多种抗滑工程的综合利用，将抗滑桩、抗滑挡墙建设作为高边坡工程的起始环节，将滑动的岩体“钉”主，再辅之以预应力锚索框架加固，进而取得了良好的抗滑效果。

(3)预应力锚索框架设计

在预应力锚索框架设计中，框架不仅具有护坡作用，还具有传力作用。因此在施工中可采用现浇钢筋混凝土框架的方法，通过提高坡面接触面积，确保框架能将所承受的力有效传递给坡体，最终对坡面产生反作用力。

在该工程项目中，预应力锚索框架的结构由图1所示。在该结构中，可以将框架看做为一个倒扣在坡面的十字交叉弹性基梁，而在分析框架整体结构中的难度较大，因此可将整体结构进行划分，以横梁、竖肋等单位进行计算。在计算中，需要先确定节点上锚索里分配情况，再选择与之相适应的单梁力学模型，最后根据选定的力学模型进行框架设计。

(4)框架锚索力计算

在实际工程中，由于预应力锚索框架时刻受到锚固力的作用而“压”在坡面上，导致坡面对框架产生一种反作用力，而在这种反作用力的计算中，需要以静止平衡条件为基础，综合分析分配到横梁、竖肋上的静力和，其计算公式为：

图1 预应力锚索框架结构示意图

在上述公式中，Fi代表i节点处的总锚固力；α、θ分别代表边坡角坡角度数与锚杆锚固角度；Fix代表横梁上的锚固力；Fiy代表竖肋上的锚固力。

而在实际工程中，为获得更好的数据计算效果，需要在工程实际情况的基础上，正确认识到锚索框架与其下的岩土体(即地基)相互作用的研究，分析不同参数情况下横梁、竖肋的受力情况，保证预应力锚索框架整体结构稳定。

5 应用效果

在该项目建设施工之后，预应力锚索框架在维持高边坡稳定性中发挥着重要作用，从该项目2011年建成至今，所发生的滑坡与高边坡病害现象不超过24例，高速公路整体稳定性效果良好，有效保证高速公路后期运行。

[1] 陈强，黎剑华，龙洪，等.高速公路层状风化岩石边坡滑坡成因分析及综合治理[J].中外公路，2009，29(5)：27-30.

[2] 陈秀晖.高速公路渭彼与高边坡病害加治理[J].门窗(研究探讨)，2013，(6):326-327.

2016-02-12

杨再均(1982-)，男，贵州凤冈人，工程师，研究方向：公路工程。

U418.9

C

1008-3383(2016)08-0034-02