公路路基设计中边坡防护技术分析

2021-06-24尚志刚

运输经理世界 2021年34期

尚志刚

（甘肃建通工程设计咨询有限公司，甘肃兰州730000）

0 引言

由于公路路基边坡在外部环境中暴露的时间过长，在遭受外部因素的干扰及影响后会产生或多或少的隐患问题，甚至导致整体路基结构发生损坏，直接威胁行驶人员的人身安全。因此相关施工单位需要熟练掌握多样化的边坡防护技术，有效提高公路路基结构的稳定性及安全性，推动我国公路建设项目的可持续发展。

1 公路路基边坡防护设计的基本原则

1.1 统筹兼顾

部分地区的地质条件和环境因素呈现复杂性、特殊性的基本特点，相同的施工区域会面临多样化的地质因素。

因此，公路路基边坡防护设计要做到统筹兼顾，应用科学实用的防护措施实现协调性发展，从根本上提高公路路基边坡防护工作的水平。

1.2 安全稳定

在公路路基边坡防护设计环节，相关人员需要将边坡质量问题纳入考虑范围，不断提高边坡防护设计的安全系数，减少人为因素造成边坡坍塌的不良状况的发生概率，强化边坡防护结构的安全稳固性，为行驶车辆提供安全、健康的交通环境。

1.3 因地制宜

因为公路工程的施工环境、气候条件与自然生态环境存在一定的差异性，公路路基边坡防护设计的难度系数也有所不同。施工团队和设计人员需要根据公路工程的相关特点、基本要求以及所处区域的基本特征，应用科学有效的措施不断提高防护质量。

2 公路路基设计中边坡防护的技术要点

2.1 放坡与刷坡

放坡与刷坡是公路路基边坡防护设计工程中实用高效的技术方法。部分路基边坡结构出现严重失衡或损坏的主要原因在于坡高及坡度过大，可以应用削坡等措施加以缓解。简单来说，工作人员可以将坡面位置上缺少稳定性的岩土体完全削掉，降低边坡的整体坡度，切实提高坡面岩土体结构的安全性及稳定性。刷坡设计具有一定的灵活性，但是在实际应用中需要重点关注以下问题：做好坡度放缓工作后，工作人员需要尽量确保边坡坡度与自然坡度的标准数值无限接近。如果坡度不达标会影响整个公路路基结构的稳定效果。由于公路路基土体具有离散性、易变形的基本特点，可以结合实际经验和工程类比原则明确稳定边坡坡率的数值，在土质条件良好、地下水贫乏、无不良地质问题的情况下，相关人员可以根据坡高范围、土体类别和边坡规范标准加以设计。通常情况下，当坡高＜5m 且状态密实时，公路路基边坡的坡率设计维持在1∶0.5～1∶1 范围内；坡高在5～10m 之间时，硬塑坡率相对较小，大多数维持在1∶1～1∶1.5之间。在坡高范围内，不同的岩土层结构可以应用差异性的坡率进行放坡处理。刷坡设计主要采用单级进行的措施，当单级高度不达标或超出标准值时，可以应用分级开挖的方法开展层次化放缓作业，以便于减少不同级别边坡的高度参数。坡面上的分级平台设计需要控制在2～3m 范围内，将边坡整体结构的稳定性计算结果作为重要参考依据，充分考虑综合坡率相关条件，科学布置加宽平台，并将其放置于土石分界面等具体方位，也可以根据20m 的相邻距离标准加以布设。放缓边坡方法具有操作简单易上手、经济成本合理、结构安全稳定的基本优势特点。但是在实际应用中，会出现开挖面过大对周边生态环境产生不良影响的问题[1]。

2.2 生态防护技术

2.2.1 人工种草

人工种草主要是应用人工操作方式在坡面播撒草种，促使草种在公路路基边坡岩土体上方健康生长，并对边坡起到加固的基本作用，还可以增强公路行驶环境的美观效果，是一种较为便捷、简单的边坡防护技术。通常情况下，人工种草一般应用在水域少、降雨量少的地区。在种草防护阶段，应选择性能良好、根系发达的植物品种，提高土壤结构的稳定性和紧密性，有效减少因受到雨水冲刷影响导致土壤出现严重流失问题。设计人员可以采用多层次种植的基本模式，构建紧凑型植被覆盖区域。在人工种草初期，需要结合植被生长特点在土壤结构中投入适当数量的砂土。相关人员需要在实际设计过程中给予足够的重视，避免其无法发挥自身的防护作用，减少各类资源的浪费。此种技术方法的主要优点体现在成本低、操作便捷等，但是在实际设计中，由于无法实现均匀播撒草种，导致最终的防护成果差强人意，因此相关人员可以采用机械设备展开草种播撒作业，并做好坡面的排水规划工作。

2.2.2 平铺草皮

平铺草皮主要是在坡面上方平整铺设一层天然草皮，以此来构建科学完善的生态防护结构，有效实现公路路基边坡防护的基本目标。此种防护技术方法呈现出施工时间短、效率快等优势特征，主要适用于坡高小、坡度小以及草皮来源丰富的工程。另外，在应用此种技术方法展开边坡防护作业期间，需要重点关注以下内容：一是坡面上覆盖的草皮会在雨水的影响下出现被冲走或破损状况，因此相关人员在开展设计环节前需要做好坡面排水规划；二是草皮的成活率比一般草本植物的成活率相对较低，因此相关人员需要及时做好记录，累计设计经验，做好后续草皮的养护管理工作。现如今，各大防护工程中使用频率较高的铺草皮方式包括叠铺式、平铺式等，合理选择草皮铺设方式及草皮品种可以有效提升边坡防护工程的质量[2]（见图1）。

图1 平铺草皮

2.2.3 液压喷播植草

此种方法是科研机构开发的新型公路路基边坡防护技术，相关人员首先需要根据设计标准做好草种、改良剂、黏着剂和肥料的配比混合，并在现代化机械设备的支持下将混合液完全喷射于边坡表层结构上。此种方法具有操作简单、质量良好、防护效果明显、覆盖面广泛以及成本造价低等优势特点。在实际应用阶段需要注意以下问题：一是按照边坡岩土结构状况选择符合工程标准的草种；二是根据设计经验明确混合料比例分配数值；三是结合坡面喷播的面积、厚度等相关参数，精准定位设备喷播的压力。

2.2.4 种树防护

栽种树木可以优化土质条件和土壤固化效果，并在一定程度上保护公路路基边坡结构。种树防护通常应用于公路路基两侧土质疏松的位置，需要重点关注的问题是，普通的树木不可盲目栽种于土壤盐碱含量较高且砂土数量偏多的区域。除此之外，保证边坡坡度维持在最小范围内，避免受强烈的降雨天气影响，引发一系列水土流失等不良现象。

2.3 工程防护技术

2.3.1 石砌防护

针对浸水影响效果较为严重的边坡结构，相关人员可以应用科学高效的石砌护坡技术方法。结合砌筑材料类型及作业模式中存在的差异性要素，可以将此种防护技术分为两种模式，干砌片石护坡和浆砌片石护坡。从整体视角来看，前者通常应用在水体流动速度缓慢、水流冲击作用薄弱的边坡结构当中；而后者通常应用于水体流动速度快、水流冲击力强的边坡结构当中。相关人员可以结合公路路基的边坡高度及坡度系数，合理调整整体厚度。此种防护技术方法呈现高强度、耐久性的特点，可以应用在不同类型和地理区域的公路路基边坡当中，而且不会消耗过多的成本，现如今在各大公路路基施工项目中获得了广泛应用及高度认可[3]。

2.3.2 混凝土喷射防护

混凝土喷射防护在实际应用期间主要包括两种模式，分别为素喷和锚喷。

（1）素喷主要指的是在岩面表层位置开展砂浆喷射作业。应用性能良好、标号较高的砂浆，在喷浆作业的支持下促使坡面的松散颗粒处于稳固状态，以此来提升整个公路路基边坡结构的安全性及稳定性。此种方法通常适用于风化岩面等类似坡面当中，在实际设计环节中需要给予一定的关注和重视。

（2）锚喷主要应用锚杆的合理化布置，促使滑动体紧固并贴合于坡面上方。应用锚杆对山体的位移问题加以约束，并在锚头位置构造大规模钢筋网，在其上方喷射符合设计标准的混凝土材料，在滑动体上方构建科学、完善的板状结构，促使岩体组建为统一的完整体，从根本上达成防治滑坡、减小位移参数的目标。此种技术方法在易产生滑坡的路基结构处可以最大程度地发挥价值，并在一定程度上预防早期滑塌问题的产生。结合设计工程的基本特点，只要滑动体的位移量较低，公路路基边坡防护设计工程便可以有效应用此种方法展开优化防护。在设计作业期间，工作人员需要将混凝土配合比、喷射数量及后续养护等内容充分纳入考虑范围，并及时构建科学有效的设计方案，促使其发挥出自身的应用价值。

3 优化公路路基边坡防护设计的相关策略

3.1 筛选科学的设计方案

据相关调查研究和实践探索表明，优先选择科学适宜的边坡防护设计技术方法是保障公路路基边坡防护质量的重要条件。在此情况下，相关工作人员需要在综合考虑多种因素的前提下，筛选出最佳的边坡防护设计方案，并对不同类型设计方案的经济性、实用性展开科学对比，提高边坡防护工程的经济效益、社会效益及环境效益。

3.2 调整边坡防护的设计参数

为了有效强化公路路基边坡防护设计方案的科学性及合理性，相关工作人员应根据施工项目的基本特点不断优化并调整公路路基高度、边坡高度等一系列参数。除了气候变化因素、环境因素及地质条件因素以外，人为设计改造十分关键。工作人员需要深入施工现场展开全面化、深层次的探析和研究，熟练掌握边坡防护区域的地质条件及结构特点，并在此基础上应用现代化的地质比拟法构建多维化数字模型。结合最终的试验数据结果，有效查验防护区域与其他区域结构存在的相同点及不同点，进而为公路路基边坡防护设计方案的编制构造提供更多的参考数据和支持[4]。另外，在公路路基边坡防护设计中，需要将公路路基结构的环保性、稳定性及安全性充分纳入考虑范围，对边坡防护设计方案的完整性和实用性给予足够的关注和重视，帮助相关施工企业获取更多的综合效益。除此之外，严格禁止出现重美观、轻质量的不良行为，相关人员需要根据施工现场的生态环境条件筛选出科学适宜的绿化防护植被品种，不断提高边坡防护设计工程的经济效益和生态效益，进而推动地区经济建设与生态文明的和谐良好发展。在开展公路路基边坡防护设计中，各部门工作人员需要及时改变以往的思想理念，掌握不同施工技术的应用重点及关键要素，及时构建科学完善的设计方案。但是需要注意的是，在编制公路路基边坡防护设计方案时，需要减少过度设计的不良问题。

3.3 保障边坡防护施工的材料质量

开展公路路基边坡防护设计时，路基边坡所应用的防护材料是最为关键的基本要素之一，防护材料选择的合理性及科学性对公路路基边坡防护工程的整体施工质量及效率产生不容小觑的影响。在此情况下，工作人员需要全面了解公路路基的结构特征和自然环境变化因素，及时筛选出科学适宜的防护材料，保证公路建设工程实现综合效益最大化的基本目标。