路堑高边坡稳定性的勘察评价以及设计浅析

【摘要】本文主要阐述了路堑高边坡地质勘察工作中各期间的重点，并且使用地质力学法、地质类比法、极限平衡法等方法相互结合的手段，对路堑高边坡稳定进行评价和分析。于此同时对于路堑高边坡稳定程度进行针对性的设计，包括监测工程、排水工程、防护工程、加固工程、坡形坡率等部分。

关键词：稳定性；勘察评价；路堑高边坡；设计方法

我国经济不断发展，实力增强，同时国家为发展经济落后地区，保护耕地资源，将高速公路的建设逐渐向边缘地区延伸。但是在设计施工的过程中，因为地质条件、地形等因素，高速公路在修建期间一定会出现深路堑的现象。深路堑防护支挡工程费用在高速公路工程造价中占有一定的份额。因施工设计人员对路堑工程地质认识不够充分、设计不合理、施工方法不具有规范性等等，均会导致在山区高等级公路路堑边坡在施工阶段出现坍塌、变形等现象，对以上问题处理，不仅消耗时间，同时也增加了工程造价，对社会也有一定的负面作用。本文结合高速公路路堑高边坡的设计实例，分析其稳定性。

1.路堑高边坡地质勘查

地质勘查是边坡工程设计中重要的工作内容，其目的是查明边坡工程地质条件，并确定边坡类型及破坏模式，为其稳定性提供必要的参数。具体包括地质构造、地层结构特征、地貌特征、地震、地下水、边坡岩土体物理力学参数、边坡邻近的建筑物情况等。边坡勘察工作过程中应该在不同阶段进行不同工作，初期勘察需收集地质资料，并进行工程勘探、测绘和实验工作；分析其变形机制的同时评价边坡稳定性。后期将勘察初期的不稳定和稳定性较差的边坡、邻近地段进行工程地质勘测、测绘、分析和测试，提出边坡参数后对其稳定性进行评价。

2.路堑高边坡稳定性评价

在进行评价前需结合地形地貌条件，按工点对高边坡稳定性进行计算分析，之后便进行稳定性评价。因边坡岩土地质情况较为复杂，且分析理论有一定局限性，为了充分保证分析出的结果具有可靠性，可结合地质力学法、工程地质类比法、极限平衡法等手段对稳定性进行全面细致的评价。

2.1地质力学法

地质力学法是运用地质力学原理，对构造形迹进行调查，找出岩土构造应力场和次序，对主要结构面、后期改造过程及配套要素进行推测。尤其是其与临空面形成过程和作用过程间关系，推断各大岩体及其斜坡变形延边过程及其发展趋势，对当下路堑边坡的稳定性进行判断分析。

2.2工程地质类比法

工程地质类比法包含工程类比及地质参数类比。对比不稳定坡体和稳定山坡工程地质条件差别、既有工程经验及相邻边坡稳定状况，对比相应地质参数，并结合工程经验，通过对工程措施、工程地质条件、设计路堑边坡坡形等方面进行宏观的判断和分析。

2.3极限平衡法

极限平衡法是在以上两种方法的基础上，对变形类型、范围及模式使用极限平衡原理量化分析，将边坡稳定系数进行计算，极限平衡法可根据不一样的边坡类型选择相对的计算方法，保证稳定性计算结果客观性。

3.高坡设计方法

根据以上结果对路堑高边坡稳定性进行评价，分段确定高边坡稳定程度，对稳定性差的高边坡按照“一图一坡”原则对其进行加固，对比防护方案选择出最佳的防护方案。于此同时还需在工点进行试行，设计内容包括防护工程、加固工程、坡形坡率、排水工程、动态设计及监测工程6个部分。

3.1防护工程

防护的作用目的包括两方面，分别为防止雨水冲刷和控制边坡表层风化速率。残坡积层和全风化岩土层边坡防护选择植物进行防护，应根据边坡的填土高度、坡率等方面选择植树、植草、各类型骨痂、格梁和框格、三维网植草等。普通风化边坡和坡率陡的边坡，使用普通植草不易成活，应选择喷混植物、TBS等防护。

3.2加固工程

对于不利结构面或者软弱结构面，稳定性差或高度大的边坡应采取加固措施，阻止边坡失稳及变形。具体可根据施工工程实施的可能性及技术经济对比，选择锚索框架、锚索抗滑桩、抗滑桩等进行必要全面的加固。

3.3坡形坡率

坡形坡率的计算在高边坡治理中非常重要，其决定边坡工程费用及稳定性，边坡的高度及坡率可根据工程地质类比、生态环境保护、力学计算、绿化的难易程度、形成视觉等方面考虑、对地形较缓的山坡使用放坡减载设计，对地形较陡的山坡使用强支挡、弱削方原则，方式，防止“剥山皮”式刷坡。

3.4排水工程

水是影响边坡稳定的因素之一。边坡中水的渗入增加土体重量，加大下滑力，同时也降低滑动面土地抗剪强度，高边坡出现滑塌多数原因为雨水冲刷，所以防水排水成为边坡加固重要的措施。在路堑高边坡稳定性研究中发现，排水设计是其重要的组成部分。

3.5动态设计

路堑高边坡设计中的动态设计有非常重要的作用，其是路堑高边坡设计中最基本的原则。根据施工开挖中的地质特征及变形监测数据，对原设计进行校对，并对设计方案进行不断完善，保证工程安全及合理的设计。

3.6监测工程

对高危边坡施工期间建立监测系统可达到动态设计、信息化施工的目的。监测到的信息用于指导施工，监测结果用于动态设计依据。监测项目还包括坡地面调查、地表位移监测、边坡坡面调查、人工巡视监测、深层位移。实时对检测数据进行分析整理，并报送给设计单位和业主。对于不良地质边坡就高危边坡进行重点设计评估，竣工后监测系统还需运行1年-2年时间，防止灾害性时间突然发生。

4.工程实例

位于浙江的某高速公路第三合同段，该路线位于中丘地貌区，位于山坡中下部分，山顶高约为191米，路线走向为265°，山坡坡度为15°-30°。水文地质条件：场区地下水由风化岩裂隙水组成，地下水的水量不大，对混凝土有微腐蚀性。

从图1中可知，岩层层面L1和右侧边坡顺向，但相交角度大（夹角为38°），对边坡稳定性影响小；L1和L2结构面交线顺向，且倾角小于坡角，对边坡稳定不利。L2和L3结构面交线顺向，倾角小于自然坡角，利于稳定。L1和L4结构面交线顺倾，倾角比坡角大，利于稳定，L2和L4、L3和L4结构面交线和坡向相反，对边坡稳定性影响较小。

本区设计思路包括以下两方面，本区山体自然边坡陡峻，使用放缓边坡工程提高坡体提高坡体开挖后自身整体的稳定型，边坡开挖的土石方量及边坡高度均有所提高，增大用地和天然植物破坏。且本区坡体的岩土体主要为厚度较大的风化岩层，使用“固脚强腰”的措施对坡体进行加固。

5.小结

因地质勘察及分析能力均具有一定的局限性，同时工程造价也有一定的影响，路堑高边坡设计中往往会存在盲目性和经验性，所以应该进行精细化设计。相关研究学者认为高边坡在进行设计的时候需要对边坡地质勘察有充分的认识，使用物探、钻探、调绘等多种手段进行验证，以最小的代价获得最可靠的信息，于此同时使用多种稳定性方案进行综合评价，提高高边坡防护、监测及排水方案进行工点设计。在施工的过程中对动态设计需要提高重视，并根据提示所得的监测数据及地质条件进行综合性的分析和判断，对于有问题的设计进行及时修改，保证工程的经济性和安全性。

参考文献

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