李松
云南第二公路桥梁工程有限公司 昆明 650000
摘要：本文在前期调研的基础上搜集了不同类型边坡治理工程的应用范围，然后通过对挡土墙、抗滑桩和预应力锚索这几类典型边坡工程措施进行分类评价，并将相同地震作用下不同公路边坡工程措施抗震性能进行归纳分析，总结了抗滑桩、预应力锚索框架以及挡土墙类等边坡防护工程的抗震性能，对今后在地震频发区的公路边坡治理工程具有借鉴意义。
关键词：公路边坡；工程措施；抗滑桩；锚索；地震
1 前言
西部地区特别是四川、云南、西藏等省是我国强震和大震比较集中的区域，对地震灾害的防御是保障西部交通安全的关键环节。发生在山区的地震对边坡工程所造成的危害，在致灾机制和破坏形式方面具有鲜明的特征，因此，对于地震作用下公路边坡工程措施破坏模式的总结归纳非常重要。
谢和平等[1]在基于龙门山地质条件与断裂构造格局的基础上，对汶川地震震后重建工作提出一些建议，对于地震诱发地质灾害，以滑坡、崩塌为主，山区岸坡的崩塌、滑坡极易堵塞河流，形成滑坡坝和堰塞湖，公路边坡工程中崩塌、滑坡出现部位往往没有支护，或仅有简单的支护(如防护网、喷层、低矮挡墙等)。锚索支护、锚索格构支护、锚喷支护和抗滑桩的整体表现良好；周建培等[2]以汶川大地震震后灾害调查为背景，以路堑边坡、路堤边坡、桥隧相连边坡分类进行分析和总结，得出一些有益的结论，锚索(杆)地梁或预应力锚索抗滑桩加固的边坡具有较好的抗震性能，铺设土工格栅或施加加筋材料的路堤边坡工程具有较好的抗震性能，一般填筑路堤特别是高路堤，其抗震性能较差；吉随旺等[3]基于地震灾区的大量调查、检测、评估与抢通保通的成果，概括介绍了汶川大地震后四川省公路总体损毁情况，针对边坡指出，边坡震害与断层带距离和组成边坡的岩性、坡度等有关，断裂带附近花岗岩、石灰岩及砂岩等组成的高陡边坡崩塌、滑坡等次生地质灾害非常严重；唐胜传等[4]调查了国道317线汶川-理县段边坡地震破坏模式，提出该段破坏类型主要为坡面碎屑流、崩塌落石。何义宏[5]在紫坪铺水库左岸场内重载公路路肩挡土墙震害调查分析的基础上，分析了挡墙震害机理，提出高烈度地震区岩土工程稳定性分析需考虑局部场地条件的影响、挡土墙墙体材料应改为片石混凝土或混凝土等观点。并对工程的抗震设计及设防标准的修编提出了建议。
可见，不同类型的边坡防护措施，抗震性能有所差异，本文将公路边坡不同工程措施在地震中的破坏模式进行总结，对于今后山区公路边坡设计和施工提供有益的参考和借鉴。
2 不同防治工程措施抗震性能评价
为适应不同的工程需求，公路边坡工程治理方式多样，按工程措施分类，可概括为支挡、加固、防护三大类。各类工程措施的作用机理、优缺点、适用条件及抗震性能评价见表1。
.png)
.png)
3 不同防治工程措施在地震中的破坏类型
由于公路边坡防护形式多样，对于不同工程措施在地震中的破坏类型，本文重点说明应用最多、最具有代表性的挡土墙、抗滑桩及锚索框架。
3.1 挡土墙在地震中的破坏类型
挡墙震害类型主要包括：垮塌、变形开裂、倾斜、掩埋、砸坏等。将挡土墙的几种破坏模式总结如下表：
.png)
.png)
综上所述，浆砌块石等圬工挡墙的抗震性能较差，不如混凝土挡墙，通常以垮塌的形式破坏，还有些即使没有垮塌，墙体也有严重的鼓胀裂缝和剪切裂缝，稳定性严重不足，需要补强或重建。混凝土挡土墙在地震中的稳定性能够很好保持，破坏形式多为倾斜、滑移，整体稳定性较好。高挡墙的抗震性能不如矮挡墙好，容易倾斜，放大效应明显。
3.2抗滑桩在地震中的破坏类型
抗滑桩抗震性能良好，地震作用下很少有失稳破坏的案例。因此本文对抗滑桩震害类型的总结，主要是理论分析。
抗滑桩震害类型主要包括：桩体破坏类、变形过大类、土拱效应失效类及越顶。将挡土墙的几种破坏模式总结如下表：
.png)
综上所述，抗滑桩抗震性能良好，桩体破坏类震害很少发生，变形过大类震害发生后抗滑桩仍具有部分承载能力，对震害的危害有显著限制作用。而土拱效应失效类震害与越顶类更多取决于桩后边坡地质条件与坡体结构。
3.3预应力锚索框架在地震中的破坏类型
锚索框架抗震性能较好，其原因是这些结构已与坡体联接在一起而形成一个整体，在地震波作用下结构与坡体的位移和变形能够很好地协调一致。目前关于地震作用下锚索的破坏机理及锚固力传递模式的研究很少。本小节对预应力锚索框架震害类型的总结，以锚索各构件的破坏来区分，分为锚索破坏类、框架破坏类、边坡地基破坏类。将锚索框架的几种破坏模式总结见表5：
.png)
4 结论
从上述分析来看，在地震作用下，抗滑桩抗震性能良好，桩体破坏类震害很少发生，变形过大类震害发生后抗滑桩仍具有部分承载能力，对震害的危害有显著限制作用。预应力锚索框架抗震性能也较好，地震发生时能和周围山体很好的结合成整体，与山体整体移动。而挡土墙类措施，由于大量使用圬工建造，抗剪、抗弯性能本就是其薄弱环节，再经过地震的放大作用，极易失稳破坏；少数混凝土挡土墙在地震中稳定性能够很好保持，破坏形式多为倾斜、滑移，整体稳定性较好。此外，高挡墙的抗震性能不如矮挡墙好，容易倾斜，放大效应明显。
参考文献
[1]谢和平,邓建辉,台佳佳,何昌荣,魏进兵,陈继平,李小余.汶川大地震灾害与灾区重建的岩土工程问题[J].岩石力学与工程学报,2008(09):1781-1791.
[2] 周德培, 张建经, 汤涌. 汶川地震中道路边坡工程震害分析[J].岩石力学与工程学报, 2010, 29(3): 565-576.
[3]吉随旺,唐永建,胡德贵,汪军,陶双江.四川省汶川地震灾区干线公路典型震害特征分析[J].岩石力学与工程学报,2009,28(06):1250-1260.
[4] 唐胜传, 杨伟, 张昌林.国道317线汶川-理县段边坡地震破坏模式研究[J].地下空间与工程学报,2009,4(6): 1036-1040.
[5] 何义宏.紫坪铺水库左岸重载公路挡土墙震害调查分析[J].路基工程, 2009 (3): 192-193.
[6] 罗宏川.5.12汶川地震灾区典型路堑边坡重力式挡墙破坏机理研究[D].西南交通大学, 2011.