公路边坡稳定性施工的技术分析
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边坡的破坏，乃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，致裂缝扩展和破坏。此外剪应力不变而抗剪强度降低了破坏也会发生，总之抗剪强度小于剪应力，边坡就要破坏。因此在公路边坡防护中应当加紧稳定性施工技术的应用。
关键词：公路；边坡；稳定性；施工
由路基填方或挖方形成的斜坡坡面称为边坡。边坡的下方叫坡脚，上为路堤的路肩或路堑的堑顶。堑顶上的自然斜坡称为山坡。山坡按其坡度可分为缓山坡、陡山坡、极陡山坡或悬岩三种。缓山坡均有残积和堆积层覆盖，植被较茂盛，在此山坡上石块要有初速才会运动。陡山坡残积层较薄易受风化作用及雨水冲刷。极陡山坡岩层裸露通常无覆盖，受剧烈风化作用，坡脚下沟谷边常有岩堆乱石。在后两种山坡上岩块没有初速也会运动、易发生岩体崩塌，危石的倾倒、滑动和滚动，尤其是高度>40m的山坡和堑坡。
一、公路边坡的稳定性
边坡稳定主要由于土体内部土颗粒存在摩阻力和内聚力，使土体具有一定的抗剪强度，从而使土壁在一定的条件下保持稳定。如果外在因素使土体的剪应力增大或使土体的抗剪强度降低，那么边坡土体有可能在一定的范围内沿某一滑动面向外或向下移动而丧失稳定，造成土方坍塌。引起土体的剪应力增加的主要原因是：坡顶堆载、行车；边坡太陡；开挖深度(填筑高度)过大；雨水渗到土中，使土含水量增大从而使土的自重增大；地下水的渗流产生一定的动水压力；土体的竖向裂缝中的集水产生侧向的静水压力等。引起土体的抗剪强度降低的因素主要有：土质差或由于气候原因使土质变软；土体内的含水量增加从而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而产生液化等。为了防止塌方，保证施工安全，应放足坡度。若放坡受阻或开挖深度(填筑高度)过大，可采用支护结构临时支挡，以保证土壁的稳定。由于影响基坑边坡稳定的因素很多，在一般情况下，开挖深度较大的基坑应对土方边坡作稳定分析，即在给定的荷载作用下，土体抗剪切破坏应有一个足够的安全系数，而且其变形不应超过某一容许值。
二、草皮护坡
雨水的冲蚀作用，要造成土质边坡渗透、冲刷和流坍等破坏，日晒和冰冻也加速岩土表层的风化剥落。为保护边坡加固表土，防止风沙对沙质路基的破坏，防止冻土的热融，在坡面上铺植草皮是经济而有效的办法。适用于路堤边坡可以保持，岩土较软、草根可以生长的地段，土质路堤除已有其他防护外，一般都要铺。这对绿化环境净化空气，降低声光污染提高信号视距也有一定的作用。经人工降雨试验，在历时30min强度为0.8-1.3mm/min的暴雨下，有密铺草皮的边坡迳流量有所减少，因冲蚀而产出的泥沙量要减少98％。雨滴落下时的溅蚀作用和细流的冲刷大为减弱。有一种消能作用和茎叶的截留、对坡面的保温、保湿、减轻风化的作用，以及根部对边坡的加筋作用。但雨水人渗有所增加，表土的含水量也加大，不过能较快为根部吸收及蒸发掉。总之植被能保持坡面有一定的湿度，又能避免含水量过高，斜坡在有根系的情况下，雨季中土的抗剪强度可提高30％-65％，黏聚力可提高1倍左右。为加强边坡稳定和排水，必要地段要和边坡渗沟配合使用。草种宜就地选用覆盖率高、根部发达茎叶低矮、耐寒耐旱具匍匐茎的多年生草种。也宜引进适应当地土壤气候的优良草种。其中属于禾本科的如兰茎冰草、沙拐枣和无芒雀麦等。豆科植物有红豆草、小冠花和拧条等。
三、护墙及护坡防治
路堑软岩边坡的风化剥落、裂隙发育，岩体碎裂，局部崩塌、坡面上危石等病害常用护墙及护坡，有时用以支顶或支护危岩和不稳结构可能发生的切割面、滑出点，以增进该面的抗剪强度，这些有支拌作用的支护墙按受力考虑墙身较厚。一般护墙受力甚微町按不受力考虑，限用于开挖面能自立，同时能确保护坡面整体稳定(F>1.3)的地段。但是路堑开挖之后靠近边坡和堑顶有儿处形成应力集中和拉力区，使堑顶十余米菹围内有侧向变形和卸荷裂隙发生，如果岩上有足够的强度，能够保持稳定，否则要适时防护才能保持长久稳定，其原理和新奥法(NATM)相近。
1.浆砌片石护墙护坡
护墙的背坡和面坡相同或较陡，但不得陡于1：0.3否则按挡墙计算。面坡大致平行于堑坡，不宜有过多的填挖，为此要求断面测量要十分准确。浆砌片石护墙的顶宽按最小构造尺寸为30-40cm计，基底承载力符合要求埋置深度应在冻结线以下，为增加护墙的稳定性，当高度超过8m时，中部宜加耳墙一个。单级护墙其高度不得超过20m.中部平台≥1m。堑坡为土质者单级高度不宜超过10m，公铁路堑的长护墙，每隔适当距离可以留有窗口改植草皮，开窗式样有松树形、树叶形、飞鸟形等艺术上处理。
2.框架护坡
多用在易受冲刷的土坡和强风化的岩质堑坡上，其防护等级在浆砌护坡和草皮护坡之间。有二种做法：(1)浆砌片石框架成45°方格型，净距2-4m，条宽0.3-0.5m，嵌入坡面0.3m左右。(2)土钉框架护坡，预制混凝土框架梁断面12x16cm、长1.5m，用4根6-8mm钢筋，两头露出5cm布置。另在杆件的接头处插入一根14x3m土钉，以灌注混凝土的方式将接头固定。此方法常用于边坡较高或土质较差的防护加固。
3.拱形支护墙
此式护墙的应用较广，其优点是：(1)充分利用有限空间，可以不刷坡以免影响行车和山坡稳定。(2)中部开洞节省圬工也降低了造价。(3)边坡上下方风化程度不同宜分别处理，把主要材料用在有裂缝有危石和岩性差，风化较重及有渗水之处。(4)开拱洞便于避车和清沟。拱脚宽2-3m，拱跨4-8m，矢跨比0.3-0.5m。地基宜为岩质，有较高的承载力，基础高度不超过沟底，宽约1―1.5m，其中暗沟宽0.3-0.5m，净高0.6-0.8m，以利排水和清沟。基础襟边尺寸必须符合限界要求并有0.2m以上的敷余。墙身上坡度宜与堑坡一致。基础用MIO浆砌片石或片石混凝土。
4.多级护墙
多级护墙乃依据原有边坡坡度、岩土结构、风化程度、地下渗流、土质岩性、坡面上病害及其位置等项考虑及设计。勘测时先要测定准确的横断面，并在立面素描图上注明岩体的构造和产状，病害情况处理对策和防护范围等项目。护墙乃考虑堑坡本身属于基本稳定，其坡度缓于l：0.35侧压力甚小可略而不计。若坡面上有危岩、裂缝或同向结构面较软弱，宜改按支顶墙或支护墙考虑，将墙身适当加厚或加锚杆并进行必要的验算，这二种墙都可以受力。多级护墙总高度不宜超过30m，每级的高度和厚度上墙不宜超过下墙。各级面坡据土质岩性决定尽可能相同，需要变坡时用伸缩缝隔开。对于凸坡应有错台或加锚杆以平衡向外的推力，二级护墙的几种断面，其中凸形断面就加了混凝土基座和小锚杆。坡面上松石杂草应予清除，如为碎裂结构无法除净可以保留。由于软岩风化造成坡面上的坑洼可回填透水料。突出坡面上的大石块如不宜清除，可洗刷干净和支护墙砌在一起。
结束语
边坡施工包括边坡的开挖与填筑、边坡防护与支挡加固工程的修筑等。边坡是由大自然地层构成的，开挖后暴露于大气中，受到各种自然和人为因素的影响，容易发生变形和破坏。边坡的稳定与施工方法有着密切关系。
参考文献：
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[3] 张春梅, 张凤菊. 论高边坡施工步骤及注意事项[J]. 现代商贸工业, 2010,(09).
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