道路工程高邊坡設計關鍵問題分析

 摘要:簡要闡述了高邊坡設計的實際特征，深度剖析了影響高邊坡設計的關鍵因素，并結合實際工程案例，提出可行的加固處理措施，希望從根本上提高高邊坡設計水平，強化道路工程建設質(zhì)量。

關鍵詞:道路工程;高邊坡;設計;關鍵問題

1簡述高邊坡設計的實際特征

1.1預測性設計

由于工程規(guī)模較大，電線分布范圍廣泛且分散，而且在此期間高邊坡尚未發(fā)生形變，因此，整個工程設計對邊坡可能出現(xiàn)的形變程度和形變部位預測工作主要集中在開挖后。只有充足地獲取工程相關資料，并進行準確的預測，才能確保工程施工的有序運轉(zhuǎn)。

1.2風險性設計

缺乏完整的地質(zhì)結構資料，無法為工程規(guī)劃設計提供真實可靠的參考依據(jù)，使得設計人員憑借以往經(jīng)驗開展工作，存在一定的盲目性。而且地質(zhì)結構條件復雜多變，在一定程度上，給勘察工作增加了難度。眾所周知，自然斜坡是在漫長的地質(zhì)環(huán)境變遷中形成的，而人工邊坡則是短時間內(nèi)依靠人力與機械合成的，其改變了坡體的自然狀態(tài)和預應力結構條件，因此，在實施開挖工藝后，勢必會出現(xiàn)土體松動、地基下沉等問題，如何將其控制在合理范圍內(nèi)，成為決定工程質(zhì)量的關鍵。

1.3動態(tài)化設計

由于多方面主客觀條件的制約，在開挖工程前，要深入工程現(xiàn)場，對地質(zhì)結構條件進行系統(tǒng)勘察，確保工程規(guī)劃設計符合實際需求。針對此，地質(zhì)結構勘察工作應當被納入施工過程，并將其作為前期準備階段的關鍵環(huán)節(jié)，并隨著開挖工程的深入，明確區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結構條件特征，進而對工程設計進行適當?shù)恼{(diào)整，換言之，就是動態(tài)調(diào)整設計，提高施工建設的信息化操控水平。

2深度剖析影響高邊坡設計的主導因素

2.1復雜的地質(zhì)結構

相比之下，高邊坡路段的地形更加復雜多變，且穩(wěn)定性較差，極易受到巖層的不利影響。故而在設計高邊坡路段的過程中，應當著重注意高邊坡斷層面的實際特征和物理應力條件，因為一旦巖層地質(zhì)遭受不可逆損毀，將會導致整個道路工程重心偏移，失去核心承載力，甚至會發(fā)生階段性垮塌。此外，隨著時間的推移，高邊坡路段的巖層結構分布會出現(xiàn)錯位，針對此，工程規(guī)劃設計人員要在設計過程中，充分結合地形地勢特征，從根本上增強道路工程的安全穩(wěn)定性。

2.2巖質(zhì)靜水及地下水作用

除了復雜的地形地勢特征外，高邊坡路段還極易受到巖質(zhì)靜水作用的影響。高邊坡路段的巖質(zhì)之間是靜水，隨著時間的推移，靜水產(chǎn)生的壓力會在極大程度上降低巖質(zhì)表面的預應力，再加上正常的損耗，又拉低了巖質(zhì)的結構強度，進而影響道路的安全穩(wěn)定性。除此之外，地下水位的動態(tài)變化也能在一定程度上威脅高邊坡路段的安全性，特別是在持續(xù)降雨季節(jié)，由于道路上部水壓增加，強烈水流沖擊使得部分基土流失，導致高邊坡路段穩(wěn)定性受到影響。

2.3地下管線鋪設

道路設計要綜合考量區(qū)域內(nèi)居民的生產(chǎn)作業(yè)和日常生活，民用天然氣管線、電力運輸管道等都會在不同程度上影響高邊坡路段的安全穩(wěn)定性�；�于此，在道路設計過程中，要重點注意此方面的建設，增強設計工作的標準性及規(guī)范性。

3優(yōu)化高邊坡設計的具體策略

3.1平面設計

在高邊坡路段道路設計過程中，應當關注如下兩方面內(nèi)容:坡頂?shù)牟贾煤透哌吰赂叨鹊恼{(diào)整。由于高邊坡的地質(zhì)結構相對復雜，且受區(qū)域內(nèi)工業(yè)廠房建設與商業(yè)用地開墾的影響，設計工作必須立足于全局。不僅要做到具體問題具體分析，還需就提高高邊坡安全穩(wěn)定性，進行平面設計，第一時間發(fā)現(xiàn)問題，并對其進行適當?shù)恼{(diào)整。接下來，結合實際案例，針對特殊巖層結構如何提高高邊坡路段安全穩(wěn)定性展開深度探討，比如，道路設計路段的巖層結構為花崗巖時，需結合其坡向特征和地下水文情況展開綜合考量，再通過合理的平面設計，立即呈現(xiàn)可能出現(xiàn)的不利局面，從根本上強化路段建設質(zhì)量。

3.2縱斷面設計

無論是高邊坡路段道路的平面設計還是縱斷面設計，都應秉承科學合理、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的基本原則，具體來說，就是在道路設計過程中，綜合考量多方面要素，使道路設計滿足現(xiàn)代化行業(yè)要求。另外在規(guī)劃設計縱斷面的過程中，不僅需確保道路工程的安全穩(wěn)定性，還應適當?shù)卣{(diào)整縱坡高度和填挖量，使橫斷面設計符合標準要求。

3.3路基設計

在對高邊坡道路實行填筑施工時，應當盡可能地選用比例恰當?shù)纳暗[土，保證填料顆粒小于150mm。與此同時，采取分層鋪筑的方式，利用專業(yè)機械設備進行壓實處理。針對高度超過10m的填方路基，在放坡處理的過程中，應采用合理的坡率。避免地基不規(guī)則下沉，影響工程質(zhì)量。此外，對高邊坡實施挖方處理時，應明確巖土力學具體的參數(shù)指標，客觀評價邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)。且深路塹邊坡需充分結合實際地質(zhì)結構條件，采用臺階式放坡，在其中部設置緩臺，調(diào)整平臺寬度，使其寬度超過2m。

3.4防護設計

在保證邊坡安全穩(wěn)定性的基礎上，針對填方高邊坡，還可采用鋪設漿砌片石網(wǎng)格、種植綠化植被等方式進行護坡處理。對于挖方高邊坡，則是可以應用液體防彈材料、生態(tài)袋等實施防護。

4合理運算高邊坡設計的具體參數(shù)

4.1實際工程案例

某工程路段有兩塊高度在4～7m范圍內(nèi)的路塹邊坡。根據(jù)工程規(guī)劃設計標準可知，此路段最適宜的邊坡角度應為40°～50°。10號路段各坡段基本概況如下。1)1號路段，地質(zhì)結構條件為素填土，地層厚度為0.50～6.20m，呈褐黑色，土質(zhì)狀態(tài)較松散，土層性質(zhì)不均勻，主要由黏性土組成，且局部表層含有碎石瓦礫，全場分布。2)2號路段，地質(zhì)結構條件為砂質(zhì)黏性土，地層厚度為1.50～2.50m，呈褐紅色，土質(zhì)狀態(tài)密實，土層較為密實，以粉質(zhì)黏土、粉細砂為主，膠結緊密，全場分布。3)3號路段，地質(zhì)結構條件為圓礫，地層厚度為4.00～6.00m，呈淺黃色，土質(zhì)狀態(tài)硬塑，以礫卵石為主，約60%，填充中粗礫含量約為40%，全場分布。22號路段各坡段基本概況如下所述。1)1號路段，地質(zhì)結構條件為素填土，地層厚度為0.50～4.30m，呈褐黑色，土質(zhì)狀態(tài)較松散，土層性質(zhì)不均勻，主要由黏性土組成，局部表層為碎磚塊和舊基礎路面，全場分布。2)2號路段，地質(zhì)結構條件為粉質(zhì)黏土，地層厚度為0.30～5.90m，呈灰黃色，土質(zhì)狀態(tài)可塑，具有砂質(zhì)感，粘滯感較強，刀切面稍光滑，干強度、韌性中等，局部分布。3)3號路段，地質(zhì)結構條件為黏土，地層厚度為0.40～10.60m，呈褐黃色，土質(zhì)狀態(tài)硬塑，見少量灰質(zhì)條帶，粘滯感較強，干強度、韌性高，局部分布。4)4號路段，地質(zhì)結構條件為老黏土，地層厚度為0.30～10.90m，呈黃褐色，土質(zhì)狀態(tài)硬塑，主要含高嶺石、蒙脫石礦物，見少量硅質(zhì)結核，灰質(zhì)條帶和黏土裂縫，干強度、韌性高，全場分布。

4.2估算邊坡穩(wěn)定系數(shù)

4.2.1構建邊坡穩(wěn)定性測算模式隨著使用時間的延長，在荷載力與不利天氣條件的共同制約下，邊坡會受到不同程度的損毀。通過細致的勘察，結合邊坡的損壞特點掌握邊坡變形的規(guī)律。4.2.2計算穩(wěn)定性通過地質(zhì)結構勘察可知，該邊坡為土質(zhì)坡，填充材料以人工填土為主。且坡頂建筑邊緣與地基基礎很近，超載大。

4.3橫向?qū)Ρ确桨缚尚行?/p>

綜合工程概況可知，該工程坡高為4～7m。由于受地形地勢的影響，采取限制坡率的方式不可行;考慮工程美觀性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，采用格構+錨桿+掛網(wǎng)噴草的支護措施最為恰當。

4.4前期工程布設

按照工程設計圖紙，先清理邊坡，然后打入全長粘結型錨桿，調(diào)整錨桿長度與錨桿孔徑，采用Φ25螺紋鋼筋，將橫縱向間距調(diào)整到合理范圍內(nèi)，再使用強度等級適宜的水泥砂漿進行加固處理。

5設計邊坡的具體環(huán)節(jié)

5.1清理邊坡雜物

為從根本上強化支護工程質(zhì)量，提高邊坡工程安全穩(wěn)定性，在設計過程中，要徹底清理坡面，增強其平整性。

5.2設計錨桿支護

針對邊坡不穩(wěn)定的部位，可利用錨桿支護的方式進行加固處理。如圖1所示。將錨固體粘結強度特征值調(diào)整到25kPa。在護坡設計的過程中，錨桿最適宜的水平與豎直間距為1.5m。

5.3設計格構

采用人字形格構實施邊坡處理，在格構內(nèi)種植綠化植被。格構由強度等級C30，寬度與厚度規(guī)格分別為20cm和30cm的鋼筋混凝土澆筑而成。且格構內(nèi)配置6根鋼筋。整個鋼筋骨架的節(jié)點采用螺紋錨桿連接，錨桿外露端要與鋼筋骨架緊密連接。在格構內(nèi)，每隔20m的距離設置一道伸縮縫，將伸縮縫的寬度調(diào)整為2cm，然后在其中填筑防水性能良好的瀝青材料。如圖2所示。

6結語

綜上所述，針對道路工程實際概況，選擇恰當?shù)母哌吰略O計手段，能夠提高工程安全穩(wěn)定性，維系交通運輸?shù)挠行蜻\轉(zhuǎn)，最終保障公眾的財產(chǎn)安全。

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