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公路边坡稳定性的影响因素浅析
1引言
公路建设中常遇到破碎、易风化岩质边坡的问题,不稳定的边坡不仅会影响
公路的正常运营和交通安全,也会对公路周围的环境造成不良影响,且失稳边坡
带来的地质条件变化将会使得周边的地质条件进入一个恶性循环。除了会加大维
修保养资金上的投入之外,也会对整个道路网造成不便而影响到人们的生活和经
济的发展。因此公路边坡的稳定性分析及坡面防护技术已成为公路建设面临的关
键。
2边坡稳定性影响因素
(1)地质条件
①岩土体的工程地质性质:岩土的力学性质决定边坡的失稳方式。坚硬岩石
边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主。
②地质构造:现有结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成
分和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。结构面与边坡面的组合不同,边坡
的稳定性也不同。
(2)水文地质条件
由于岩土体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高一方面增大
坡体下滑力,另一方面降低软弱夹层和结构的抗剪强度,引起孔隙水压力上升,
降低滑动面有效正应力,导致滑动面抗滑力减小。
(3)新构造运动
新构造运动往往引起边坡形态,产出状态和水文地质条件发生改变而导致边
坡失稳,强烈的新构造运动(地震)对边坡的稳定性影响极大。
(4)地貌因素
不利形態和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,引起坡顶出现裂缝,在坡脚
产生强烈的剪应力,这些作用极大降低边坡的稳定性。
(5)气候因素
在不同的地区由于降雨量不同,即使其他条件相同,边坡的稳定性也不同。
大气降雨提高地下水的补给量,一方面降低岩体的强度,增大孔隙水的压力,使
边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面增大边坡的下滑力,两者结合起来降低边
坡的稳定性。
(6)人类的工程活动因素
人类工程活动规模日益扩大,对边坡稳定性的影响越来越显著。人类工程活
动引起的边坡失稳事故频繁发生,使人们不得不重视人类工程活动对边坡稳定性
的影响。对边坡稳定性产生显著影响的人类活动有:削坡、坡顶加载、地下开挖
等。
3边坡防护措施
边坡的设计与施工应贯彻“以防为主,防治结合”的方针。对于高边坡设计优
化应体现的一般性原则包括:安全性原则、经济性原则、工程环境许可性原则。
一般防护工程大体包括坡面防护和冲刷防护两个方面。
(1)植物防护
采用植物防护,就是利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作
用,保护路基边坡免受大气降水与地表径流的冲刷。采用植物防护,增加植被面
积,减少地表径流,可从根本上减少路基的水土流失。植物覆盖对于地表径流和
水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量,庞大的根
系能直接吸收和涵蓄一部分水分,还可稳定地表土层。而没有植被覆盖的地方,
降水量全部落在地表面,形成径流,造成水土侵蚀和冲刷。植被的根系能与土层
密切地结合,根系与根系的盘根错节,使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳
定层,从而有效地稳定土层,固定沟坡,阻挡冲刷和塌陷,有机械的防护作用。
(2)砌石护坡
对于较陡的土质边坡(1:0.75~1:1)和易风化或破碎的岩石边坡,可采
用砌石护坡。具体可分为干砌和浆砌片石两种,适用不同地质情况。位于河滩或
滞洪区内的路基,往往处于洪水的直接威胁之下,防护高度应至少在路基设计洪
水位加浪高、壅水高及0.5m安全值以上。另外当路基沿溪,路基边坡侵占河道
时,也要采取护坡防护措施。在软土地基上的路堤护坡,无水流冲刷影响时,可
采用干砌片石护坡,以适应地基沉降引起的路堤边坡变形。
(3)封面
抹面及捶面防护由于其使用年限较短,等级公路上使用较少;喷浆防护和喷
射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石边坡;在
公路上广泛采用的封面防护措施是喷射混凝土,在施工喷射混凝土防护前,坡面
不应有风化碎渣和风化土层;全风化岩石不宜采用喷射混凝土防护措施;为防止
喷射混凝土硬化收缩产生裂缝或剥落,加设防裂金属网或高强聚合物土工格栅是
必要的。当岩体具有沿倾向路面的岩层顺层滑动的潜在危险时还应采取加抗剪锚
杆的锚固措施。
(4)护墙
护面墙多用于易风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质灰岩、千枚岩及其它风化
严重的软质岩层和较破碎的岩石地段,以防止继续风化。可以有效地防止边坡冲
刷,防止滑动型、流动型及落石型边坡崩坍,是上边坡最常