道路工程高边坡设计的关键问题

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　这篇论文主要介绍的是道路工程高边坡设计的关键问题的内容，本文作者就是通过对道路工程高边坡设计的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词:道路工程;高边坡;设计;关键问题

　　1简述高边坡设计的实际特征

　　1.1预测性设计

　　由于工程规模较大，电线分布范围广泛且分散，而且在此期间高边坡尚未发生形变，因此，整个工程设计对边坡可能出现的形变程度和形变部位预测工作主要集中在开挖后。只有充足地获取工程相关资料，并进行准确的预测，才能确保工程施工的有序运转。

　　1.2风险性设计

　　缺乏完整的地质结构资料，无法为工程规划设计提供真实可靠的参考依据，使得设计人员凭借以往经验开展工作，存在一定的盲目性。而且地质结构条件复杂多变，在一定程度上，给勘察工作增加了难度。众所周知，自然斜坡是在漫长的地质环境变迁中形成的，而人工边坡则是短时间内依靠人力与机械合成的，其改变了坡体的自然状态和预应力结构条件，因此，在实施开挖工艺后，势必会出现土体松动、地基下沉等问题，如何将其控制在合理范围内，成为决定工程质量的关键。

　　1.3动态化设计

　　由于多方面主客观条件的制约，在开挖工程前，要深入工程现场，对地质结构条件进行系统勘察，确保工程规划设计符合实际需求。针对此，地质结构勘察工作应当被纳入施工过程，并将其作为前期准备阶段的关键环节，并随着开挖工程的深入，明确区域内地质结构条件特征，进而对工程设计进行适当的调整，换言之，就是动态调整设计，提高施工建设的信息化操控水平。

　　2深度剖析影响高边坡设计的主导因素

　　2.1复杂的地质结构

　　相比之下，高边坡路段的地形更加复杂多变，且稳定性较差，极易受到岩层的不利影响。故而在设计高边坡路段的过程中，应当着重注意高边坡断层面的实际特征和物理应力条件，因为一旦岩层地质遭受不可逆损毁，将会导致整个道路工程重心偏移，失去核心承载力，甚至会发生阶段性垮塌。此外，随着时间的推移，高边坡路段的岩层结构分布会出现错位，针对此，工程规划设计人员要在设计过程中，充分结合地形地势特征，从根本上增强道路工程的安全稳定性。

　　2.2岩质静水及地下水作用

　　除了复杂的地形地势特征外，高边坡路段还极易受到岩质静水作用的影响。高边坡路段的岩质之间是静水，随着时间的推移，静水产生的压力会在极大程度上降低岩质表面的预应力，再加上正常的损耗，又拉低了岩质的结构强度，进而影响道路的安全稳定性。除此之外，地下水位的动态变化也能在一定程度上威胁高边坡路段的安全性，特别是在持续降雨季节，由于道路上部水压增加，强烈水流冲击使得部分基土流失，导致高边坡路段稳定性受到影响。

　　2.3地下管线铺设

　　道路设计要综合考量区域内居民的生产作业和日常生活，民用天然气管线、电力运输管道等都会在不同程度上影响高边坡路段的安全稳定性。基于此，在道路设计过程中，要重点注意此方面的建设，增强设计工作的标准性及规范性。

　　3优化高边坡设计的具体策略

　　3.1平面设计

　　在高边坡路段道路设计过程中，应当关注如下两方面内容:坡顶的布置和高边坡高度的调整。由于高边坡的地质结构相对复杂，且受区域内工业厂房建设与商业用地开垦的影响，设计工作必须立足于全局。不仅要做到具体问题具体分析，还需就提高高边坡安全稳定性，进行平面设计，第一时间发现问题，并对其进行适当的调整。接下来，结合实际案例，针对特殊岩层结构如何提高高边坡路段安全稳定性展开深度探讨，比如，道路设计路段的岩层结构为花岗岩时，需结合其坡向特征和地下水文情况展开综合考量，再通过合理的平面设计，立即呈现可能出现的不利局面，从根本上强化路段建设质量。

　　3.2纵断面设计

　　无论是高边坡路段道路的平面设计还是纵断面设计，都应秉承科学合理、协调统一的基本原则，具体来说，就是在道路设计过程中，综合考量多方面要素，使道路设计满足现代化行业要求。另外在规划设计纵断面的过程中，不仅需确保道路工程的安全稳定性，还应适当地调整纵坡高度和填挖量，使横断面设计符合标准要求。

　　3.3路基设计

　　在对高边坡道路实行填筑施工时，应当尽可能地选用比例恰当的砂砾土，保证填料颗粒小于150mm。与此同时，采取分层铺筑的方式，利用专业机械设备进行压实处理。针对高度超过10m的填方路基，在放坡处理的过程中，应采用合理的坡率。避免地基不规则下沉，影响工程质量。此外，对高边坡实施挖方处理时，应明确岩土力学具体的参数指标，客观评价边坡的安全稳定系数。且深路堑边坡需充分结合实际地质结构条件，采用台阶式放坡，在其中部设置缓台，调整平台宽度，使其宽度超过2m。

　　3.4防护设计

　　在保证边坡安全稳定性的基础上，针对填方高边坡，还可采用铺设浆砌片石网格、种植绿化植被等方式进行护坡处理。对于挖方高边坡，则是可以应用液体防弹材料、生态袋等实施防护。

　　4合理运算高边坡设计的具体参数

　　4.1实际工程案例

　　某工程路段有两块高度在4～7m范围内的路堑边坡。根据工程规划设计标准可知，此路段最适宜的边坡角度应为40°～50°。10号路段各坡段基本概况如下。1)1号路段，地质结构条件为素填土，地层厚度为0.50～6.20m，呈褐黑色，土质状态较松散，土层性质不均匀，主要由黏性土组成，且局部表层含有碎石瓦砾，全场分布。2)2号路段，地质结构条件为砂质黏性土，地层厚度为1.50～2.50m，呈褐红色，土质状态密实，土层较为密实，以粉质黏土、粉细砂为主，胶结紧密，全场分布。3)3号路段，地质结构条件为圆砾，地层厚度为4.00～6.00m，呈浅黄色，土质状态硬塑，以砾卵石为主，约60%，填充中粗砾含量约为40%，全场分布。22号路段各坡段基本概况如下所述。1)1号路段，地质结构条件为素填土，地层厚度为0.50～4.30m，呈褐黑色，土质状态较松散，土层性质不均匀，主要由黏性土组成，局部表层为碎砖块和旧基础路面，全场分布。2)2号路段，地质结构条件为粉质黏土，地层厚度为0.30～5.90m，呈灰黄色，土质状态可塑，具有砂质感，粘滞感较强，刀切面稍光滑，干强度、韧性中等，局部分布。3)3号路段，地质结构条件为黏土，地层厚度为0.40～10.60m，呈褐黄色，土质状态硬塑，见少量灰质条带，粘滞感较强，干强度、韧性高，局部分布。4)4号路段，地质结构条件为老黏土，地层厚度为0.30～10.90m，呈黄褐色，土质状态硬塑，主要含高岭石、蒙脱石矿物，见少量硅质结核，灰质条带和黏土裂缝，干强度、韧性高，全场分布。

　　4.2估算边坡稳定系数

　　4.2.1构建边坡稳定性测算模式随着使用时间的延长，在荷载力与不利天气条件的共同制约下，边坡会受到不同程度的损毁。通过细致的勘察，结合边坡的损坏特点掌握边坡变形的规律。4.2.2计算稳定性通过地质结构勘察可知，该边坡为土质坡，填充材料以人工填土为主。且坡顶建筑边缘与地基基础很近，超载大。

　　4.3横向对比方案可行性

　　综合工程概况可知，该工程坡高为4～7m。由于受地形地势的影响，采取限制坡率的方式不可行;考虑工程美观性、经济性和稳定性，采用格构+锚杆+挂网喷草的支护措施最为恰当。

　　4.4前期工程布设

　　按照工程设计图纸，先清理边坡，然后打入全长粘结型锚杆，调整锚杆长度与锚杆孔径，采用Φ25螺纹钢筋，将横纵向间距调整到合理范围内，再使用强度等级适宜的水泥砂浆进行加固处理。

　　5设计边坡的具体环节

　　5.1清理边坡杂物

　　为从根本上强化支护工程质量，提高边坡工程安全稳定性，在设计过程中，要彻底清理坡面，增强其平整性。

　　5.2设计锚杆支护

　　针对边坡不稳定的部位，可利用锚杆支护的方式进行加固处理。如图1所示。将锚固体粘结强度特征值调整到25kPa。在护坡设计的过程中，锚杆最适宜的水平与竖直间距为1.5m。

　　5.3设计格构

　　采用人字形格构实施边坡处理，在格构内种植绿化植被。格构由强度等级C30，宽度与厚度规格分别为20cm和30cm的钢筋混凝土浇筑而成。且格构内配置6根钢筋。整个钢筋骨架的节点采用螺纹锚杆连接，锚杆外露端要与钢筋骨架紧密连接。在格构内，每隔20m的距离设置一道伸缩缝，将伸缩缝的宽度调整为2cm，然后在其中填筑防水性能良好的沥青材料。如图2所示。

　　6结语

　　综上所述，针对道路工程实际概况，选择恰当的高边坡设计手段，能够提高工程安全稳定性，维系交通运输的有序运转，最终保障公众的财产安全。

　　参考文献:

　　[1]唐家禧.道路工程高边坡设计的关键问题探讨[J].工程建设与设计，2018，6(13):156-157.

　　[2]颜芳华.黄土地区某运煤公路高边坡加固设计[J].山西交通科技，2017，45(6):1-3.

　　[3]苗贵华.山西黄土地区公路边坡防护设计研究[J].山西交通科技，2016，44(2):22-26.

　　[4]李建春，沈旅欧.公路高边坡设计阶段危险源风险评价程序[J].山西建筑，2016，42(5):142-144.

　　[5]屈海军.高速公路的高边坡设计及稳定性评价[J].城市道桥与防洪，2016，33(9):108-110.

　　作者：郭炳锟 单位：山西省交通科学研究院