公路路基边坡失稳分析及其防治措施研究

李海霞

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

公路路基边坡失稳分析及其防治措施研究

李海霞

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

公路路基边坡失稳是一种比较严重的路基破坏形式，它不仅影响道路的正常使用，而且还存在较大的安全隐患。

边坡失稳；稳定性分析；坡面防护；坡体稳定

1 引言

随着我国公路建设事业的快速发展，对于公路路基边坡的失稳分析及防治措施研究愈显示出其重要性和紧迫性。边坡失稳是一种比较严重的路基破坏形式，它不仅影响道路的正常使用，而且还存在较大的安全隐患。因此，需对边坡失稳原因进行研究，从而因地制宜地提出合理有效的边坡防护措施，以保证路基边坡的稳定性，确保公路运营的安全，同时也有助于节约道路路基养护费用、保护生态环境[1]。

2 路基边坡失稳原因

公路路基边坡是一个开放的、动态的复杂系统，造成其失稳的原因也是错综复杂的。一般而言，边坡失稳的影响因素可大体上划分为地质因素和非地质因素[2]。

2.1 地质因素

2.1.1 边坡岩土体类型及性质

砂性土边坡的组成成分砂或砂性土透水性较大，因此其在振动力作用下易于发生液化破坏，从而导致边坡失稳；而粘性土边坡一般都具有干燥时坚硬开裂、遇水后膨胀分解的特点，因此也易造成边坡失稳；对于软土边坡而言，由于软土的抗剪强度低、流变性能显著，使得其对边坡稳定极为不利。

2.1.2 边坡形态

一般来说，坡度越陡，边坡越容易失稳；坡度越缓，边坡越稳定；坡高越大，边坡越容易失稳；平面上呈凹形的边坡较呈凸形的边坡稳定；同是凹形边坡，边坡等高线曲率半径越小，边坡稳定性越好[3]。

2.1.3 地质条件

一般情况下,同向倾斜边坡稳定性不及反向倾斜边坡；同向倾斜边坡中，稳定性随结构面倾角的增加而降低；当倾向不利的结构面走向与坡面平行时,边坡稳定性最差；反之，结构面走向与坡面走向夹角愈大，边坡稳定性越好。

2.1.4 水文条件

由于边坡水文条件的改变必然导致地下水富集程度的改变，而土体、软质岩、泥化夹层、岩体的结构面等的力学性质受水的影响较大，因此边坡所处位置的地下水及地表水富集程度对边坡稳定性也有影响。

2.2 非地质因素

2.2.1 气候条件

气候条件中以降雨的作用最为突出[4]。强降雨可使边坡组成材料的含水率过高，造成边坡组成材料软化，并导致某些岩土体产生膨胀及物理力学性质发生变化，从而导致边坡失稳。

2.2.2 风化作用

风化作用一般可使岩土体的裂隙增多和扩大，导致岩土体的透水性增强，抗剪强度下降，影响边坡的形状和坡度；同时，风化裂隙等次生结构面及次生粘土矿物的产生会使地表水易于入渗，从而导致地下水的动态发生变化。

2.2.3 振动作用

在地震的作用下，边坡岩土体的结构会发生变化甚至破坏，使原有结构面张裂及松弛，导致边坡岩土体强度遭到破坏，从而引起边坡失稳；爆破施工振动对边坡稳定性的的影响主要表现为爆破振动产生的惯性力使得边坡岩土体的下滑力增加，从而导致边坡失稳。

2.2.4 开挖削坡及坡顶加载

实际施工过程中不合理的开挖边坡如从坡脚开挖，会造成边坡临空面过大，坡脚压重不够，使得边坡滑动面的抗滑力降低，造成边坡失稳。而不当的削坡往往使坡脚结构面或软弱夹层变薄，引起坡体滑动面的抗滑力减小，而边坡的下滑力却没有相应地减小，从而导致边坡的稳定性降低[5]。对于坡顶加载而言，一方面它增加了坡体的下滑力，另一方面加大了坡顶张应力和坡脚剪应力的集中程度，从而引起边坡岩土体破坏，最终导致边坡失稳。

3 路基边坡失稳防治措施

3.1 坡面防护

3.1.1 砌石护坡

干砌石护坡主要用于坡度缓于1∶1.25的土质路堤或路堑边坡，该防护形式能够将雨水或地面水流的冲刷破坏降至最低，同时投资成本低，且能适应边坡的较大变形。但其缺点是防护边坡受到水流冲击过程中，流水冲刷带走了边坡表面的细小颗粒，易导致边坡出现较大的沉陷。相应的浆砌石护坡弥补了该不足之处，它可有效封闭各种软质岩层和散碎挖方，防止地面雨水对坡面的冲刷，因此广泛用于公路路基边坡防护[6]。

3.1.2 植物护坡

草皮、植被对于路基边坡有一定的保护作用，在坡面种植树草是路基边坡防护中极为常见而又有效的一种措施。植被的根系在地下反复交错、紧密连接，在强降雨天气或边坡受地表径流冲刷时，能稳固边坡土壤，起到边坡保护的作用，同时具备审美特点，能够在一定程度上美化沿路风景[7]。

3.1.3 喷混凝土护坡

喷射混凝土护坡多应用于坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构不连续地层的石质边坡，而且坡边岩石又容易破碎坠落的路段[8]。素喷混凝土对边坡进行防护的方式封闭性较好、避水、抗风化，对于易风化的岩质边坡及卵石地层边坡防护效果极佳；而对于整体性较差的岩质边坡，一般采用锚杆、锚筋束或锚索防护[8]。

3.1.4 SNS主动、被动防护网防护

主动防护网通过钢丝格栅均匀传递来充分发挥整个系统的防护能力，从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求，因此能较好地保护坡面植被，适用于边坡本身渗水较严重、对边坡泄水要求较高的岩质边坡。

被动防护网的钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体，对所防护的区域形成面防护，从而阻止崩塌岩石土体下坠，起到边坡防护作用。与刚性拦截和砌浆挡墙相比，被动防护网不仅缩短了工期，还节约了投资[7]

3.2 坡体稳定

3.2.1 支挡工程

支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡体，防止其坍滑并保持其稳定的一种建筑物结构，它可在一定程度上防止雨水的冲刷，也可拦挡落石和整治滑坡等，其广泛应用于隧道洞口、桥梁两端路基边坡的稳定。

3.2.2 排水工程

边坡排水主要包括坡表排水和坡内排水，其目的是将边坡表面水流截流排泄，并把滑坡体内的地下水引出坡体，有效减少滑坡体内因长期的水力作用而失稳的现象。排水一般分为地面排水和地下排水。地面排水是拦截和引导地面水，以防止地面水冲刷或渗透边坡岩体，地面排水方式包括排水沟、截水沟、急流槽等；地下排水方式主要包括盲沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔等。

4 结语

公路路基边坡作为公路工程中重要的组成部分，其稳定性不仅关乎道路的正常使用，而且还涉及行车及行人安全。在工程实践中，路基边坡失稳往往是由多种因素共同作用的结果，这些因素主要包括组成边坡的岩土体类型及性质、边坡形态、边坡地质条件、边坡水文条件等地质因素以及气候条件、风化作用、振动作用、开挖削坡及坡顶加载等非地质因素。通过掌握边坡稳定性的分析方法并结合造成路基失稳的主要因素，提出合理有效的边坡失稳整治措施，主要包括砌石护坡、植物护坡、喷混凝土护坡、SNS主动网及被动网防护、支挡工程、排水工程等，从而达到既经济环保又能增强边坡稳定性的目的。

[1]苏春华，燕云飞.路基边坡稳定性分析及防治措施[J].黑龙江交通科技,2010,04:3.

[2]吉晋荣.浅谈路基边坡稳定性分析及防治措施[J].科技传播,2010,15:126-127.

[3]Mohammad Hossein Taherynia,Mojtaba Mohammadi,Rasoul Ajalloeian,Agust Gudmundsson.Assessment of Slope Instability and Risk Analysis of Road Cut Slopes in Lashotor Pass,Iran[J].Journal of Geological Research,2014,2014:.

[4]孙建锋,王萌.公路路基边坡稳定性分析及预防措施[J].科协论坛(下半月),2011,01:10-11.

[5]刘磊,皮漫,屈洁.常用的边坡稳定性分析方法[J].中国新技术新产品,2016,03:130.

[6]胡杰,张敏,王德军.边坡稳定性计算方法与影响因素分析研究[J].四川建筑,2016,02:146-148.

[7]邓东平,李亮.两种滑动面型式下边坡稳定性计算方法的研究[J].岩土力学,2013,02:372-380+410.

[8]Werner Rammer,Michael Brauner,Herwig Ruprecht,Manfred Josef Lexer.Evaluating the effects of forest management on rockfall protection and timber production at slope scale[J].Scandinavian Journal of Forest Research,2015,308:.

[9]卜艳春.公路路基边坡稳定性及防治措施[J].交通世界(运输.车辆),2012,09:160-161.

[10]景静.公路边坡防护与治理措施探讨[J].科技创新与应用,2016,17:218.

[11]顾建芬,韩剑.浅析公路路基边坡防护[J].科技创新导报,2015,33:67-68.

A STUDY ON THE INSTABILITY OF HIGHWAY SIDE SLOPES AND ITS PREVENTION MEASURES

LI Haixia
(1.School of Civil Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)

The instability of highway side slope is a relatively serious form of the destruction of the roadbed,it not only affects the normal use of the road,but also exists a big potential safety hazard.According to the current research status of highway side slope stability and its prevention and control measures at home and abroad,the paper analyzes the geological and non geological factors that lead to the instability of the highway side slope and expounds the main measures to prevent the instability of highway side slope from two aspects of the slope surface protection and slope body stability,which has certain reference function for the slope operation.

the instability of side slope;stability analysis;slope surface protection;slope body stability

U45

B

1007-6344（2017）02-0017-02

李海霞（1993—），女，汉族，重庆交通大学道路与铁道工程硕士研究生在读。

根据目前国内外对路基边坡稳定性及其防治措施的研究现状，分析了导致路基边坡失稳的地质因素和非地质因素，然后 从 坡面防护和坡体稳定两个层面阐述了防治路基边坡失稳的主要措施，对路基边坡作业具有一定的参考作用。