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摘要：近年来，我国的高速公路工程建设越来越多，在高速公路工程中，高填深挖方式的路基应对边坡经稳定性验算，确定合理的断面形式和支挡防护形式。在对比边坡稳定性分析方法的基础上，根据路堑高边坡的具体情况，按极限平衡法对边坡的稳定性进行分析，并对高边坡进行设计。
关键词：道路工程；高速公路；路堑；高边坡；设计
引言
路堑边坡施工是按照设计防护方案进行实施的活动，其施工质量好坏对施工及运营期边坡稳定性具有较大的影响。因此，本文通过公路路堑边坡的工程实践，总结了见到的施工问题，并提出相应的对策，以便为后续公路路堑边坡的安全施工提供一些借鉴。
1路堑边坡坡体结构分析
依照路堑边坡物质成分、风化情况、岩土体组成成分与其强度等进行综合分析，对边坡工程种类进行归类，主要包括土质及类土质边坡、岩质边坡、二元结构边坡、复合结构边坡等。各边坡特性具体分析如下：（1）土质及类土质边坡。土质边坡主要是指由土类物质构成的边坡主体。由于土类物质分布情况不同，土质边坡可以分为均质土边坡与类土质边坡。两者各自的典型代表分别是第四系坡残积黏土层边坡与河流高阶地沙卵石土边坡。（2）岩质边坡。岩质边坡主要是指由岩体构成的边坡主体。依照岩体风化破碎程度与结构面不同进行综合分析，岩质边坡可以划分成三类，分别是岩石边坡、破碎岩石边坡、顺层岩石边坡。其典型代表是志留系炭质板岩边坡与白垩系粉质砂页岩边坡。（3）二元结构边坡。二元结构边坡主要是指边坡主体由上下两层构成，一般表现为下层是岩体上层为覆盖土体，岩石与土二元接触形成边坡主体。其代表边坡为第三系砂砾岩边坡，该类边坡由于组成材料的特殊性，岩土极易轻微膨胀，诱发边坡病害发生。（4）复合结构边坡。复合结构边坡具体是指上述3种边坡复合而成的坡体，其表现为上述3种边坡各自的特性并相互影响干扰。依据各边坡复合位置可以分为垂直方向复合边坡与水平方向复合边坡。
2工程概况
某道路工程（以下简称万洋高速）全线按高速公路标准建设，双向4车道，设计速度100km/h，主线整体式路基宽度26.0m，中央分隔带为凸型。万洋高速K11+200～K25+000路段共有各类边坡合计162处，其中路堑高边坡（土质挖方边坡高度超过20m、岩质挖方边坡高度超过30m的边坡）12处，一般路堑边坡61处。根据初勘、详勘资料及外业调查情况，该路段地下水较发育，地形、地貌以低山为主，间夹山间洼地，自然坡体较陡，植被茂密，以松木、小灌木为主，岩性主要为燕山期花岗岩，风化程度较厚且风化不均，大部分边坡进入强风化，部分边坡全部处在全风化及覆盖层内。因此，在工程设计时，应结合边坡的具体情况开展针对性的设计。对于岩性风化较严重、防冲刷能力差、坡体稳定性差的高边坡，设计具备放坡条件时采用放缓边坡加强坡面防护的措施，自然坡体较陡、削山皮开挖或放坡受限时，采用收陡加固措施。为提高坡面抗冲刷性能，全部采用分割坡面，受水面积的骨架植草防护，植物种子以草种为主，配适量的灌木种子。
3路堑高边坡的设计分析
3.1完善施工组织设计
施工组织设计作为科学管理施工的重要手段，可有效指导施工的组织、管理、准备、实施、控制、协调、资源配置与使用等方面工作。施工方应完善并严格执行施工组织设计，合理分配和调用公路路堑边坡施工的机械设备和人员，确保边坡开挖、加固和防护施工有序开展，以及满足工期要求。
3.2原始边坡稳定性分析
为较好地模拟边坡的开挖变形过程，数值模拟时，先进行自重作用下边坡稳定性计算，得到自重作用下的应力场、位移场等，然后清除由自重应力计算产生的岩体位移，并基于此模拟边坡开挖过程中的应力及变形情况。根据勘探钻孔揭示的边坡地质情况及周边自然边坡情况采用如下设计：边坡设3级，边坡最大高度26.7m，单级高度为8m，一级边坡坡率为：1∶1，二级边坡坡率为：1∶1，三级边坡坡率为：1∶1.25，每级边坡上设2m宽平台，总体坡率为1∶1.28。根据JTGD30—2015《公路路基设计规范》，高速公路和一级公路路堑边坡在正常工况条件下，其安全系数为1.2~1.3。非正常工况I下，其安全系数为1.1~1.2。对K15+300~K15+400路堑高边坡开挖后可能产生的潜在破坏进行计算分析，采用极限平衡公式计算边坡不同工况条件下的安全系数。经计算路堑段无楔形滑动的可能性，部分段落坡体整体稳定，部分潜在滑动的可能。
3.3路堑高边坡的加固设计
边坡的加固设计根据边坡工程地质条件，边坡加固时首先对边坡进行稳定性检算分析评价，对评价结果为欠稳定和不稳定的边坡进行加固。首先对边坡附近的地形地貌进行调查分析，对于地形地貌条件允许的边坡，尽量采取放缓坡率并适当加固坡面的设计方案，对于不适合放缓坡率的边坡，应采用强支挡、弱削方的加固边坡思路，可考虑锚式体系的支护加固措施。对于基本稳定，可能产生浅层破坏的边坡，采用普通型砂浆钢筋锚杆加固。绿化防护设计通过绿化坡体，使边坡与自然更好地协调，同时减缓边坡表层的风化速度，防止雨水对坡面的冲刷。根据对已建高速公路的调查，路堑边坡的堑顶、平台的外边线、坡体的两端等部位易受浸蚀、崩塌，植被不易生存，影响了边坡的景观，棱角的出现亦突出了人工痕迹，因此，根据地形地貌条件，部分坡体的两端可根据现场情况采用放缓坡率、加宽边坡的碎落台、平台等措施，柔和拟合山坡等高线，使坡体两端与自然坡面圆顺。对一、二级的路堑边坡，堑顶与自然坡体采用半径R=5～20m的圆弧进行圆滑衔接，并与顶级坡面一并绿化。对不设框（格）梁的坡段，各级平台与坡面采用半径R=2～4m的圆弧进行圆滑衔接，并一起绿化。对不采取加固措施或不设脚墙的边坡，一级坡坡面与碎落台（或边沟）进行圆滑顺接（圆滑半径一般为R=1～2m），并一起绿化。水是诱发路堑边坡破坏的主要因素之一。地表水除加剧坡面冲刷外，还通过岩体节理、裂隙下渗而构成地下水补给源，坡体内部地下水的疏排不仅减轻水对岩土体的润滑作用，减轻对岩土体抗剪强度的影响，而且可降低动、静水压力对坡体的影响。因此，排水、防水措施对路堑边坡的稳定性起着较重要的作用。必须做好坡体表面排水和内部排水，严禁坡面的积水。结合K15+300~K15+400路堑边坡的具体情况，在一级、二级和三级边坡采用人字形骨架防护。在开挖边坡的坡口外不小于5m处设置截水沟，每阶平台设置堑坡平台截水沟，将汇水经跌水或者急流槽引排至路基边沟的集中排水系统排出，避免对边坡形成冲刷。同时，为避免坡体内裂隙水的渗流对坡体的稳定产生不利影响，在边坡底部设置1排仰斜排水孔，仰斜角6°，长度为20m，间距为9m。
结语
综上所述，对于不同类型的路堑边坡稳定性分析，应结合边坡的具体情况，合理采取边坡稳定性评价方法。边坡设计时，通过适当放缓边坡坡率尽可能地减少支挡措施，可以减少工程造价，同时提高边坡稳定的安全系数。对板岩、软质碎屑岩等软岩结合岩层产状和风化程度逐段确定支护方案，能够提高边坡加固工程的安全性和可靠性。
参考文献
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