高速公路高边坡防治工程探讨

摘要：本文结合某高速公路高边坡防护工程，探讨如何根据高边坡病害的性质和类型，简要阐述了在病害治理工程中如何限制或控制高边坡变形的方法，可供同行们参考。

关键词：高速公路；高边坡；防治；探讨

Abstract: based on a highway high slope protection engineering, this paper discusses how to according to the character and type of high slope diseases, this paper briefly describes the disease control project in how to limit or high slope deformation control method for colleagues reference.

Keywords: highways; and High slope; Control; explore

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

1 高边坡病害的主要类型

通常情况下高度大于30m 的岩质边坡和高度大于20m的土质边坡为高边坡。有关高边坡病害的分类方法很多，从病害体形成的时间以及与边坡工程的关系等方面对高边坡病害进行分类，高边坡病害可分为在边坡工程开挖之前及在边坡工程活动中两种。

2 高边坡病害的变形机理

若假定岩土体为弹塑性材料，则仅就坡体在开挖后的应力和位移调整结果而言，依据坡体岩土体的不同强度和不同开挖方式（包括开挖高度、开挖面坡角），边坡可能产生三种程度不同的病害：

（1）当边坡岩土体的强度较高或边坡开挖高度较低或开挖面坡角较小时，坡体内的应力和位移调整四有限的，坡体的变形局限在弹性范围内。但坡体的开挖终究会对边坡体的稳定性产生不利影响，坡体内各点的安全储备会有不同程度的变化（增大或减小）。因开挖引起的坡体内点安全度减小的区域可称为开挖影响区或称松弛区；

（2）当边坡岩土体的强度较低或边坡开挖高度较高或开挖面坡角较大时，坡体内的应力和位移调整较大，边坡体的变形已经超出了弹性变形的范围，开始出现塑性破坏。但这时的塑性流动并不明显，仅是坡体局部的应力达到材料的塑性屈服点，反映在坡移上就是坡移呈坡面大坡内小的变化规律，坡移并无明显的不连续面。因开挖引起的坡体内出现塑性变形的区域为开挖松动区；

3 高边坡病害治理

3.1 高边坡加固

对边坡而言，由于坡体的开挖，原有的应力场因坡体的开挖卸荷而导致应力进行重新分布，应力的重分布也将导致坡体变形的调整。开挖后不会出现高边坡病害，加固过程仅仅以限制变形和防止高边坡出现长期的变形损伤为主，如果岩体开挖后，立即对边坡进行加固，能有效地约束后续的塑性变形计流变变形，不致岩体的过度损伤，但此时加固工程量要大。如果岩体开挖后暂不加固，待后续变形充分发展一段时间后再加固，这样虽然加固量小些，但岩体可能会过度的损伤，质量劣化过大，对岩体整体稳定不利。

3.2 高边坡变形控制

开挖引起的边坡影响区岩土体由松弛发展到松动再到滑动，坡体即会出现整体的华裔破坏，由于组成坡体的岩土材料的复杂性，坡体变形一旦出现塑性变形，一般是不可逆的，坡体一旦松弛变形，其变形牵引范围往往会随外界影响因素的作用不断扩大。具体高边坡治理工作中队高边坡变形控制的途径主要集中在设计方案的选择与施工工序的设计两方面。

3.2.1 设计方案的选择

3.2.1.1以主动防护为主

对边坡变形最好的控制是做到对变形的主动控制，即在边坡变形的初期，通过人为地主动施加平衡外力，主动地约束坡体的进一步变形。工程措施的选择上尽量以预应力锚固工程为主。

3.2.1.2注意整体与局部的稳定问题

高边坡工程边坡较高，除了已经确认的可能导致边坡失稳的结构面、软弱夹层等不利层、面外，应注意沿坡面出现盈利集中的问题，特别是除了坡脚以外的其他可能的应力集中点，当按照整体检算布设工程后，边坡的薄弱点会随外界条件的变化可能出现调整，因此设计工作应对此问题有充分认识，防止出现冒顶、中部剪出等局部变形加剧导致的坡体失稳问题出现。

3.2.1.3防止出现人为的不利附加变形

预应力锚固工作作为高边坡主要的变形控制工程是无可替代的，但是由于其主动地外加荷载存在，预加外力作用导致的附加变形时不可避免的，预锚力所引起的预锚附加应力场是否会造成岩体局部破坏，以及这种局部破坏是否会进一步发展为整体破坏，应引起足够重视。多数时间这种变形时有利的，但是如果不分坡体具体情况的随意使用，附加变形有可能带来不利的影响，严重的可能导致坡体出现新的变形失稳。

3.2.1.4注意预应力锚墩的使用

预应力锚墩（格子梁）工程作为预应力锚索框架工程的有利补充在工程实际中已广泛使用，但是由于其单点受力，缺少框架工程变形协调的作用，因此在边坡变形控制中具有明显的局限性和适用范围，当坡面岩体破碎，整体性较差时英慎用该型结构。

3.2.2 施工工序的设计

高边坡病害工程施工时变形控制的另一方面。在注意减少爆破、降雨、不合理施工等对坡体稳定不利影响的前提下，根据不同的地质条件和边坡告诉，结合设计要求目前经常采用的几种有效的变形控制施工方式有以下几种：

3.2.2.1分级稳定、坡脚锚固桩预加固

为了保证边坡在施工过程中的稳定性，配合机械化大拉槽带瓦，在边坡高度高度不太高（一般不超过30m），且有放坡条件时，采用了分级稳定的设计方法。即将每级边坡按该地层中的稳定边坡坡率放坡，并设坡面防护措施，每级之间设一定宽度的平台（3~4m），在施工至第一级平台标高，停止开挖，先作坡脚锚固桩预加固，待锚固桩竣工达到一定强度后，再开挖桩前土体。

3.2.2.2分级开挖、分级锚固

当边坡过高，且无放坡条件时，采用了分级预应力锚索加固设计方法。即设计中采用台阶式边坡，每级边坡采用预应力锚索加固。每级边坡之间设一定宽度的平台（2~4m）。这样既保证了边坡施工中的临时稳定，也确保了边坡的整体稳定。坡脚可采用桩或挡土墙固脚。以上两种情况当施工条件容许时，在坡体未开挖之前，先施工坡脚抗滑桩工程，对坡体的变形控制效果会更好。

五、结论

限制和控制坡体变形是高边坡病害治理工程的主要目的，从边坡变形机理可见，在边坡开挖松弛之前进行变形控制是最佳的控制。总之高边坡变形控制问题是高边坡病害治理的主要问题，由于高边坡问题的复杂性，有关高边坡病害机理以及变形控制的问题还有许多值得研究的地方。