高边坡加固与防护技术研究

【摘 要】对于高填方形成的路堤边坡，其稳定性问题在路基填筑过程可以克服。本文在对高速公路边坡稳定性分析的基础上，提出了对不同路堑高边坡加固和防护的技术措施，保证路基工程的长期稳定。

【关键词】高边坡；加固；防护

1、高边坡的破坏形式

第一，平面破坏：主要结构面的走向、倾向与坡面基本一致，结构面的倾角小于坡角且大于其磨擦角。

二，楔形破坏：两组结构面的交线倾向于坡面，交线的倾角小于坡角且大于其磨擦角。

三，圆弧破坏：节理很发育的破碎岩体发生的旋转破坏。

四，倾倒破坏；岩体被陡倾结构面分割成一系列岩柱，当为软岩时，岩柱产生向坡面弯曲，当为硬岩时，岩柱可再被正交节理割成岩块，向坡面翻倒。

2、高边坡加固技术分析

土钉支护技术：

土钉支护技术施工法是结合全粘结注浆锚杆与喷射混凝土技术，运用土钉将潜在的滑裂面主动区复合土体作为具有支撑能力的稳定土体，从而保证土体不发生侧向滑移，承受无筋部分土体的侧向压力，以此来实现整个土体的稳定性。

土钉与土体在全长范围内紧密结合，故而荷载沿全长土体进行传递。较为密集的布置土钉从而使得土和土钉间成为一复合体，形成的土钉墙能够维持土体稳定。土钉长度通长为3-10m，浆体的直径一般为10cm，通长情况下很难承受较大的承载力，对单根土钉来说，其承载力大约为100KN。对于山区的公路边坡来说，其挖方路堑边坡较高，土体中既有的力学平衡遭到破坏，其滑坡所产生的推力超过1000KN/m，此时土钉支护结构效果不理想，可考虑运用抗滑桩以及预应力锚固结构或者明洞等复杂稳定支挡结构。

预应力锚固技术：

土层与岩体的锚固是将受力拉杆埋入地层的技术。经过锚固的岩土可以增强其强度、提高其稳定性，很好的减轻自重，节省建筑材料，并且可以确保工程的安全及稳定。锚固技术可分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索)，划分依据为是否需要施加预应力。锚固体、锚头和杆体三部分组成了预应力锚杆（索）。锚固体可将拉力由杆传递至地层，其位于锚杆（索）的根部。锚头可对锚杆（索）附加预应力，而且可以传递锚固力至构筑物，其应在锚杆（索）外露端。利用锚固体和杆体连接头的弹性变形特性，在进行锚固时可对锚杆（索）预加预应力。

抗滑桩：

抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物，它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固，抵抗滑坡推力的作用。抗滑桩埋入滑面以下的部分称为锚固段，埋置于滑面以上的部分称为受力段。抗滑桩的受力段承受滑坡推力作用，传递到锚固段，在滑床的桩周地层产生反力嵌住桩身，如桩的强度能承受这些推力和反力，就可以阻止桩背滑体的滑动。

对于浅层滑坡或路基边坡滑坡，可用混凝土钻孔桩，使滑体稳定。对于岩层整体性强、滑动面明显的浅层或中厚滑坡，当修建抗滑挡土墙圬工量大，或因挖坡脚易引起滑动时，要在滑坡的前缘设置混凝土或钢筋混凝土钻孔桩。对于推力较大的大型滑坡，可采用大截面的挖孔桩，采用分排间隔设桩或与轻型抗滑挡土墙结合的形式，以分散滑坡推力，减少每级抗滑建筑物的圬工体积。

挡土墙：

挡土墙是一种能够抵抗侧向压力，防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。公路上常用的挡土墙按其设置位置可分为路肩墙，路堤墙，路堑墙和山坡墙等类型。路肩墙或路堤墙设在高墙堤或陡坡路堤的下方，可以收缩路的堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，防止路基边坡或基底滑动，保证路堤稳定。路堑墙设置在堑坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，可降低挖方边坡的高度，减少挖方数量，防止陡路堤下滑避免山体坍滑。

3、高边坡防护技术分析

坡面防护：

坡面防护包括抹面、捶面、喷浆、喷射水泥混凝土等形式，重点介绍下抹面以及喷浆、喷射水泥混凝土形式。

l、表层抹面防护

对泥灰、页岩以及千页岩等材料的路堑边坡，由于其容易风化，故在大气中长时间暴露风化易遭到破坏，为防止此类情况，常在边坡表面铺设坑风化隔离层，以防止大气的影响。例如，水泥砂浆，石灰混合料灰浆等材料都是较理想的抹面隔离抗风化材料。抹面的厚度通长为3-7厘米，可以用6-8年。为了避免抹面出现细小裂缝，从而降低其使用寿命，可以再其外表抹一层沥青作为保护层。

2、喷砂浆和喷水泥混凝土防护

喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡。对于这类边坡，采用抹面、捶面防护的方式就难以奏效，故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷水泥砂浆的强度不应低于M10，厚度宜为5-7cm；喷水泥砼的强度不应低于C15，厚度宜在lO-15cm，在喷射过程中添加速凝剂以促使早凝固。施工时需要专用喷射机械设备，并在坡面上每隔2-3m设置泄水孔，对大面积坡面防护还应设置伸缩缝。但是喷浆或喷混凝土后，养护较为困难，坡面容易产生细微的干缩裂缝影响强度。为此，可在喷射层中加设一层钢筋网或高强聚合物土工格栅，以增强其强度。

砌石防护：

砌石防护包括干砌片石防护、浆砌片石护坡。

1、干砌片石防护

干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填、挖方边坡。干砌片石受水流冲击时，细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的坡面沉陷，为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力，应在干砌防护下面设置碎石或砂砾构成的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础。

2、浆砌片石防护

浆砌片石防护是公路路堑边坡防护常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满，使砌石成为一个整体，以保护坡面不受外界因素的侵蚀，所以比干砌片石具有更高的强度和稳定性。在石料缺乏的地区，路堑边坡可以采用水泥混凝土预制块防护，如混凝土板，方形、菱形或六角形混凝土空心块等。混凝土等级宜选C15-C25。

锚杆防护：

锚杆防护适用于坡面碎裂的硬岩或层状结构不连续地层，以及坡面岩石与基岩分离，并有可能下滑的路堑边坡，特别对岩层倾角接近边坡坡脚和有裂隙的原层岩石更为适合。施工时，在岩石边坡上尽量垂直于岩层倾角，用凿岩机械钻孔至稳定基岩区。将锚杆插入，用水泥砂浆锚固，使坡面岩体和有可能下滑的岩石与基岩连成整体。若岩石边坡破碎，节理发育，可在锚杆与坡面间同时采用喷浆或挂网喷浆，以提高防护能力。锚固深度应根据岩体性质确定，并伸入至稳定基岩内，孔深应比锚固深度深20cm，锚杆间距宜采用0-1.5m。锚孔插入钢筋锚杆后即用压力灌注1:3水泥砂浆。也可以采用高强度聚合物土工格栅代替铁丝网。

4、结束语

为了确保高填方路堤边坡坡体稳定和交通运输安全，保证工程质量，做到技术先进、经济合理、安全适用，对路堑高边坡的防护加固必须进行动态设计与调整，同时在施工中必须严格遵循路堑高边坡的设计原则以及相关的规范。