摘要：公路边坡失稳是影响公路安全的主要危害，也是目前我国大多数公路存在的主要质量通病。但我国对公路岩质边坡失稳及防治措施的研究还有待进一步深入，因此，本文对公路边坡失稳及防治措施进行研究。
关键词：公路；边坡失稳；机理；防治措施
引言
边坡失稳往往是在外界不利影响下触发和加剧的，这些外界因素往往导致土体剪应力的增加或抗剪强度的降低，使土体中剪应力大于土的抗剪强度而造成滑动失稳。
1、公路边坡失稳的主要机理
1.坡形的改变对边坡产的影响
工程在施工过程中，难免会改原始坡形，就该公路而言，原始坡形被改变为10~20m高的人工陡坎，坡度为40°~45°，导致公路边坡的变得异常陡峭，从而引发坡体应力分布不均匀变化。再加上公路边坡挡墙基坑开挖中形成了临空面，导致坡体下部失去了在支撑的稳定性，这一点也是导致坡体下滑的主要原因。
1.2节理发育对边坡的影响
就该公路边坡的发展形状而言，构成坡体的泥岩强度相对比较低，节理裂隙发育，且风化不够均匀，岩体呈碎裂结构，非常不利于地表水的下渗，同时抗剪力的强度也比较低，大大增加了其产生破坏的概率。在岩石中很多不连续的面向坡面倾斜。这些任何不连续结果面的周围会出现应力集中和应力阻碍的现象，实例表明，这些节理和裂缝等形成的不利结构面的存在，这一点也导致公路边坡失稳的主要控制因素。
1.3降水对边坡的影响
泥岩或者千枚岩都属于软岩，而且容易被风化，其强度比较低，容易被浸水软化。通常情况，公路边坡化划滑坡主要发生在雨季，主要原因是长时间降雨会造成地表水下渗，进一步增加了岩土软化的速率，同时雨水的下渗，斜坡岩体中不透水结构也会影响受到静水压力的作用，坡体的抗滑阻力明显降低，从而导致边坡的岩体强度明显降低。
2、边坡失稳原因
边坡的稳定，主要由土体的抗滑能力来保持。当土体下滑力超过抗滑力，边坡就会失去稳定而发生滑动。边坡塌方滑动面的位置和形状决定于土质和土层结构，如含有粘土夹层的土体因浸水而下滑时，滑动面往往沿夹层而发展；而一般均粘性土的滑动面为圆柱形。可见土体的破坏是由剪切而破坏的，土体的下滑力在土体中产生剪应力，土体的抗滑能力实质上就是土体的抗剪能力。而土体抗剪能力的大小主要决定于土的内摩擦系数与内聚力的大小。土壤颗粒间不但存在抵抗滑动的摩擦力，也存在内聚力（除了干净和干燥的砂之外）。内聚力一般由两种因素形成：一是土中水的水膜和土粒之间的分子引力；一是化合物的胶结作用（特别是黄土）。不同的土，其各自的物理性质对土体抗剪能力有影响，如含水量增加了，胶结物溶解，内聚力就会变小。因此在考虑边坡稳定时，除了从实验室得到的内摩擦系数和内聚力的数据外，还应考虑施工期间气候（如雨水）的影响和振动的影响。
3、案例分析
3.1工程概况
某段公路的路基经过两个山坡的坡脚，在两个山坡之间是一个U形山沟，坡度较陡。山坡表层岩土露出地面，岩石之间夹杂着褐黄色硬朔黏土，局部为松软状态种植土；下伏强风化薄－中厚层泥质灰岩，岩体较完整，为硬质岩。在U形沟底处有一涵洞，涵洞所在位置地势平坦，表层为黏土，地表长有植被，是良好的种植土，下层为岩石。沿线地下水主要是松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水。局部岩溶水较发育，地表水系发育，多水田和旱地。当地为地震基本烈度Ⅵ度区，且地处亚热带季风性湿润气候区，雨量充沛。本段公路工程采取半填半挖的路基施工方式。
3.2路基边坡失稳分析及防治方案
在对本路段的地质水文条件进行分析后，发现本路段的自然边坡的岩土地质条件还属于较为良好的情况，但坡度较陡，且当地降雨量丰富。综合分析后，可以确定自然边坡并不能完全满足本工程路基边坡的力学需求，安全系数较低，若不采取有效的防治加固措施，极易引发边坡失稳。结合本路段的实际情况，可以通过减缓边坡坡度的方式来增强其稳固性，论证后确定了两种防治方案：（1）直接削坡填方法，（2）挖台阶法。前者施工操作较为简单方便，但经济性不高，需要重新占较大的面积来拓宽坡脚，且需要大量的填土。相比之下，在本路段的地形条件下，采取挖台阶法更为经济合理。
3.3具体施工
挖台阶法的作用主要是通过挖填来平衡坡体稳定性，其关键技术在于保证挖成后台阶各段局部坡面的稳定性，可以说是坡面防护和坡体加固两种措施的结合应用。在这种防治加固中，要求减少顶部的重量而增大底部的重量，从而避免产生滑坡，为了保证坡脚的稳定性，还要求回填优质土方，设置排水垫层。挖台阶法的施工如图1所示。
图1挖台阶法处理半填半挖路基示意图
坡体加固的施工工艺流程如下：清除斜坡表面杂物→沿斜坡纵向开挖台阶→压实→边坡码砌→填料→找平、压实→下层施工。其中应当注意，台阶应该做成2%～4%的反向横坡，且高和宽均≥2m。顶部与底部的坡率应当逐级设计。在坡体防护施工完成后，还要对坡面进行保护，可以采取用喷锚、浆砌片石等工程防护措施将边坡做为永久性边坡，也可以结合实际条件，采用植物防护措施，以达到美化效果和环境保护的目的，同时可以避免因为水土流失等问题再次影响边坡稳定性。
3.4防治效果及思考
结合本工程的边坡失稳防治经验，在对坡度较陡的地基边坡进行稳定加固时，对于不同的坡高，可以设计不同的坡率进行放坡，这样既可以满足技术要求，又能取得较好的经济效益。同时在边坡防治加固工程中还需要注意以下几点：（1）边坡整体高度的设计应当结合当地具体的地质条件来合理确定，尤其要考虑岩土变化情况，科学设计坡度值；（2）为了保证填土和原本的斜坡坡面能够紧紧结合在一起，要求在分层填筑之前，就先将原有的坡面削成具有一定内倾斜坡度的台阶，以方便后期的填土压实；（3）边坡应当做好水系的因势利导，结合地形设计排水系统，设置一定的截水沟、盲沟排水和地下排水廊道，做好地下水拦截措施，以免地表水和地下水对边坡稳定造成影响。
结束语
针对公路边坡失稳及防止，结合工程实例，在简要分析边坡破坏形式的基础上，阐述了导致公路边坡失稳的主要机理，并分析了公路边坡失稳的评价标准，最后提出了相应的防治对策。得出公路边坡失稳对公路行驶安全性严重的影响，需要通过科学合理的防治措施，才能限制公路边坡失稳危害继续扩大的结论，希望对相关的单位有一定帮助。
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[3]张卫.公路边坡失稳处治方案浅析[J].华东公路，2016（05）：60-61.
论文作者:叶挺,邹燕兵,朱仕军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
标签：公路论文; 内聚力论文; 台阶论文; 坡度论文; 应力论文; 路基论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第18期论文;