中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOl：10.13282/j.cnki.wccst.2025.01.006

文章編號：1673-4874（2025）01-0019-05

0 引言

在公路修建過程中，開挖會對邊坡巖土體固有穩(wěn)定性造成影響，在降雨、人力等作用下極易因邊坡失穩(wěn)而產(chǎn)生滑坡，破壞道路設(shè)施和原有生態(tài)。因此，諸多學(xué)者對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并對巖石邊坡進(jìn)行綠色生態(tài)加固，既加固了邊坡又實(shí)現(xiàn)公路兩旁開挖邊坡的生態(tài)修復(fù)和景觀的美化。

在邊坡穩(wěn)定性分析方面，周仁1采用有限元數(shù)值模擬的方法分析了不同支護(hù)方式對高填方邊坡整體穩(wěn)定性的影響。王振華等[2]基于強(qiáng)度折減理論，分析了不同壓實(shí)度下填方邊坡的穩(wěn)定性，建立了演示土體本構(gòu)關(guān)系模型。楊興3進(jìn)行了基于確定性和概率分析的高路塹邊坡穩(wěn)定性研究，確定性分析結(jié)果顯示，在每一級斜坡上都設(shè)置排水溝，可以永久地降低地下水位，從而降低破壞風(fēng)險(xiǎn)；概率分析結(jié)果顯示，在地質(zhì)條件不確定的情況下，通過對邊坡進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并調(diào)節(jié)地下水位，可以進(jìn)一步提高邊坡的穩(wěn)定性。李世明等4采用極限平衡法分析了錨桿長度、傾角、間距等設(shè)計(jì)參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律。馮威雄采用Geo一studio軟件模擬分析了云南昭通市某高速公路高陡邊坡在降雨強(qiáng)度和降雨類型作用下的穩(wěn)定性和孔隙水壓變化。

在邊坡綠色生態(tài)加固方面，樊劍峰[對植被混凝土技術(shù)在高陡巖石邊坡上的應(yīng)用進(jìn)行了概述。杜文志等[]對道路邊坡植被恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)、植被恢復(fù)工程應(yīng)用及植被修復(fù)效果的影響因素三方面在道路邊坡修復(fù)中的進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)的綜述。羅秋林針對廣西高速公路巖質(zhì)邊坡植被成活率低的問題，采用CBS植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)提升邊坡的綠色生態(tài)系修復(fù)能力。

巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)困難，主要表現(xiàn)在施工和成本控制、坡面穩(wěn)定性較差、土壤條件不良、后期養(yǎng)護(hù)成本高等問題。因此，本文在對廣西河池市過境公路某路段兩側(cè)巖質(zhì)路塹邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析后，根據(jù)坡面情況提出采用支護(hù)型植生混凝土加固技術(shù)，用以提高邊坡穩(wěn)定性并有效實(shí)現(xiàn)植被生態(tài)修復(fù)的功能。研究成果可為類似巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性提升和綠色生態(tài)修復(fù)工程提供參考。

1工程概況

1.1試驗(yàn)段基本情況

工程邊坡位于河池市過境公路 17+220-17+480 段，長度為260m。地質(zhì)為中風(fēng)化灰?guī)r，右幅開挖最大頂標(biāo)高為 ，坡腳標(biāo)高為 ，深度為34.866m，4級邊坡。左幅 級邊坡（邊坡坡率均為1：1） 原設(shè)計(jì)防護(hù)形式為主動防護(hù)網(wǎng) + 藤蔓；右幅 級邊坡（邊坡坡率均為 1：1.25） 原防護(hù)形式為錨桿格梁 + 植生袋。

為加快邊坡防護(hù)植被生長速度、增加生態(tài)修復(fù)效果，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告并結(jié)合邊坡現(xiàn)狀，擬采用支護(hù)型植生水泥土護(hù)坡替代原設(shè)計(jì)的錨桿 + 植生袋、主動防護(hù)網(wǎng) + 滕蔓兩種防護(hù)形式。左幅 級邊坡防護(hù)形式變更為支護(hù)型植生水泥土護(hù)坡（A型，單獨(dú)應(yīng)用）；右幅 級邊坡防護(hù)形式變更為支護(hù)型植生水泥土護(hù)坡（B型，與系統(tǒng)錨桿組合應(yīng)用）。支護(hù)型植生水泥土護(hù)坡是通過焊接鋼筋網(wǎng)片、高性能植生水泥土基材、植物根系協(xié)同作用，具有一定支護(hù)功能的新型護(hù)坡形式。

1.2 區(qū)域氣候條件

廣西河池市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。該地區(qū)氣候宜人、光照充足、雨量充沛。年平均日照時(shí)數(shù) 1696.9h 年平均氣溫為19 。

1.3地形地貌及地質(zhì)條件

工程區(qū)地形特點(diǎn)為南北高、中部低，自西向東傾斜，整體上屬于半山半丘陵地區(qū)。該地區(qū)的地貌類型主要包括中山、低山、丘陵、臺地和平原。中山和低山面積占總面積的 27.47% ，丘陵面積占 58.80% ，臺地面積占3.53% ，平原面積占 10.20% 。工程區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，以喀斯特地貌為主，這是由于石灰?guī)r廣泛分布并受到風(fēng)化和水流的長期作用形成的。工程區(qū)內(nèi)的巖溶地貌景觀發(fā)育充分，包括典型的溶洞、地下河、孤峰殘丘、巖溶丘陵等。

2模型的建立

2.1模型參數(shù)選擇及模型的建立

分別建立左幅和右幅兩側(cè)邊坡的典型剖面模型，根據(jù)現(xiàn)場和室內(nèi)試驗(yàn)，得到基巖邊坡中風(fēng)化灰?guī)r的物理力學(xué)參數(shù)見表1。

采用Geo一studio軟件對兩側(cè)邊坡建立二維模型（圖1），左幅為2級邊坡，其邊坡坡率均為 1：1 ，右幅為3級坡，邊坡坡率為 1：1.25 。網(wǎng)格大小為1 ，得到兩側(cè)邊坡節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為1060和1365，單元個(gè)數(shù)分別為990和 1284 。根據(jù)《滑坡防治工程勘察規(guī)范》（GB/T32864一2016）9穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算，將邊坡穩(wěn)定狀態(tài)分為不穩(wěn)定（ 、欠穩(wěn)定 1.00≤F_s＜1.05"、基本穩(wěn)定（1. 05≤F_s＜1.15）和穩(wěn)定（F_s≥1.15）四種。

2.2 模擬方案

本次模擬考慮邊坡在天然工況、飽和工況、暴雨工況下邊坡的整體穩(wěn)定性。其中，暴雨工況的降雨類型為平均型，降雨時(shí)長為3d，即從第1d開始到第3d結(jié)束，暴雨工況持續(xù)進(jìn)行，其降雨強(qiáng)度設(shè)置為0. 考慮降雨條件下邊坡臺階處孔隙水壓的變化，在進(jìn)行降雨工況模擬時(shí)，分邊在兩側(cè)邊坡的坡頂、坡底和臺階處等地點(diǎn)下方1.0m處設(shè)定監(jiān)測點(diǎn)，以判斷降雨對邊坡臨空面的影響。

3孔隙水壓及穩(wěn)定性分析

3.1 孔隙水壓變化

圖2為兩側(cè)邊坡暴雨工況下測點(diǎn)處孔隙水壓隨降雨時(shí)長的變化過程。從圖2中可以看出，兩側(cè)的孔隙水壓力隨著降雨時(shí)長的增加而逐漸提升，說明邊坡上部土體在降雨的作用下水分逐漸滲入。左幅邊坡的三處測點(diǎn)孔隙水壓接近，在暴雨工況下沒有多大區(qū)分，這是因?yàn)樽髠?cè)坡面較陡（45°），降雨形成的水流被大量排走而只有部分水分在坡面進(jìn)行入滲。右幅邊坡各測點(diǎn)的孔隙水壓區(qū)分度明顯大于左幅邊坡，這是因?yàn)橛曳吰缕旅嫫露容^小，降雨形成的水流相較左幅大，進(jìn)而導(dǎo)致坡面孔隙水壓發(fā)生較大變化。

3.2穩(wěn)定性變化

采用極限平衡法計(jì)算邊坡穩(wěn)定性，設(shè)定滑移方向?yàn)閺淖笸?，滑移面采用網(wǎng)格半徑的方法確定。通過設(shè)置密集網(wǎng)格，提供精細(xì)的應(yīng)力分布和潛在滑移面識別，更加可靠地確定滑移面及其安全系數(shù)。

如圖3所示為兩側(cè)邊坡在不同情況下的安全系數(shù)及滑弧分布情況。從圖3可以看出，由于左幅邊坡坡比較大，坡面相對較陡，在天然工況下最小安全系數(shù)為1.235，而右幅邊坡坡比較小，坡面較緩，其天然工況下的最小安全系數(shù)為1.462。

在飽和工況下，左右幅邊坡最小安全系數(shù)均較大幅度下降，左幅邊坡最小安全系數(shù)下降至1.176，且在所有有效滑弧中，安全系數(shù)在1.377～1.477的滑弧占比增加，邊坡整體穩(wěn)定性降低。右幅邊坡最小安全系數(shù)下降至1.275，且在所有有效滑弧中，安全系數(shù)在1.475～1.5757的滑弧占比增加，邊坡整體穩(wěn)定性降低。但左右幅邊坡在飽和工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

在暴雨工況下，左幅邊坡最小安全系數(shù)相較右幅邊坡下降較大，相較于天然工況下的邊坡安全系數(shù)，左幅邊坡最小安全系數(shù)由1.235下降至1.187，右幅邊坡最小安全系數(shù)由1.462下降至1.458，說明較緩的坡面可有效提升邊坡的整體穩(wěn)定性。

如圖4所示為兩側(cè)邊坡在暴雨工況下安全系數(shù)隨降雨時(shí)長的變化情況。左幅邊坡安全系數(shù)下降明顯，在降雨前2d下降最大，到第3d時(shí)下降較少，而右幅邊坡安全系數(shù)略微降低。

3.3飽和前后邊坡穩(wěn)定性

左右兩側(cè)邊坡在飽和前后的安全系數(shù)如圖5所示。飽和后的邊坡土體整體的穩(wěn)定性降低，右幅邊坡安全系數(shù)由1.462下降至1.275，邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。而左幅邊坡安全系數(shù)由1.235下降至1.176，邊坡由穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榛痉€(wěn)定狀態(tài)，因此有必要對左幅邊坡進(jìn)行加固。

通過以上分析可知，兩側(cè)邊坡在暴雨工況和飽和工況下，右幅邊坡可保持穩(wěn)定狀態(tài)，右幅邊坡坡度較緩且進(jìn)行分級，使得邊坡整體的穩(wěn)定性更好，在分級臺階處安全系數(shù)最大。而左幅邊坡可承受一定時(shí)長的降雨，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，一旦整個(gè)邊坡土體達(dá)到飽和工況，邊坡的整體穩(wěn)定性減弱，邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，需要進(jìn)一步加固。

4邊坡生態(tài)加固技術(shù)

基于以上數(shù)值分析以及公路邊坡綠化的要求，本文提出一種支護(hù)型的植被混凝土加固技術(shù)，使得邊坡在保持穩(wěn)定的狀態(tài)下同時(shí)滿足生態(tài)化的需求。

4.1護(hù)坡設(shè)計(jì)

鋼筋網(wǎng)片采用E形焊接鋼筋網(wǎng)，鋼筋規(guī)格采用 mm光圓鋼筋，網(wǎng)目15 c m× 15cm。鐵絲網(wǎng)采用 鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)目6 ?？够^筋采用 f16帶肋鋼筋，布置間距為 型或 （B型）。坡面噴12cm厚高性能植生水泥土，包裹鋼筋網(wǎng)片和鐵絲網(wǎng)，其中基層厚 10c m ，面層（含有混合植物種子）厚2cm。高性能植生水泥土基材配合比見表2，混合植物種子配合比見表3。

4.2 施工技術(shù)

清理修整坡面大的塊石和松散石塊，然后安裝抗滑錨筋。灌漿前應(yīng)用高壓風(fēng)清孔；錨筋使用前應(yīng)進(jìn)行校直、除銹、除油處理。漿液采用水泥凈漿，漿液灌注后進(jìn)行鋼筋植入，植入深度≥80cm，植入后鋼筋穩(wěn)定、牢固后方可進(jìn)行下一道工序施工。待抗滑錨筋安裝后，進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片以及鐵絲網(wǎng)的鋪設(shè)。

接著進(jìn)行高性能植生水泥土的鋪設(shè)，植生水泥土由壤土、水泥、有機(jī)物料、混合纖維、生態(tài)改良劑和肥料混合組成，各組分材料的選擇要求如下：

（1）壤土需風(fēng)干粉碎過篩，壤中砂粒含量 5% ，最大粒徑應(yīng) ，含水量 ≤20% ；（2）采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥；（3）選用秸稈、谷殼、鋸末、木屑中的一種或多種，宜粉碎、篩分、干燥處理后使用，嚴(yán)禁使用發(fā)酵不完全的有機(jī)物料；（4）選用椰殼纖維、木素纖維、海泡石纖維中的一種或多種，摻配聚丙烯纖維；（5）采用三峽大學(xué)潤智生態(tài)科技研究院提供的生態(tài)改良劑；（6）有機(jī)肥為緩釋復(fù)合肥和粉末狀、干燥的有機(jī)肥。公路兩側(cè)支護(hù)型植生水泥土護(hù)坡方式見圖6，抗滑錨筋及掛網(wǎng)布置方式見圖7。

4.3邊坡穩(wěn)定性分析

為驗(yàn)證以上生態(tài)加固技術(shù)對于左幅邊坡的加固效果，將支護(hù)型植被混凝土技術(shù)進(jìn)行簡化，驗(yàn)證在左幅邊坡第二個(gè)臺階的上下坡面進(jìn)行錨桿加固對邊坡穩(wěn)定性的影響。錨桿沿著上下坡面的走向和傾向均按照1 5m× 1.5m布置，錨桿平均錨入長度為4.0m，平均黏結(jié)長度和直徑分別為2.8m和0.5m，抗拔安全系數(shù)為1。對上下坡面的首末兩只錨桿進(jìn)行加長處理。

左幅邊坡土體在完全飽和情況下加固前后的安全系數(shù)和有效滑弧分布如圖8所示。由圖8可知，未經(jīng)加固的左幅邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，且危險(xiǎn)滑弧集中于兩段坡體內(nèi)部。經(jīng)過錨桿加固后的邊坡，總的滑弧區(qū)域沒有明顯變化，但安全系數(shù)得到提升，邊坡在完全飽和的情況下仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，且危險(xiǎn)滑弧面積減小，在錨桿加固區(qū)域安全系數(shù)較高，可以保證邊坡的整體穩(wěn)定性?？梢姴捎缅^桿加固后的邊坡穩(wěn)定性有較明顯提升。再通過表面植被混凝土加固方法，可使降雨雨水得到分流和減少雨水入滲，左幅坡面會更加穩(wěn)定。

5 結(jié)語

本文以廣西河池市過境公路某路段兩側(cè)巖質(zhì)路塹邊坡為背景，采用數(shù)值模擬的方法，對邊坡在天然、飽和、暴雨等工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并根據(jù)邊坡現(xiàn)狀提出一種支護(hù)型植被混凝土加固技術(shù)，得出結(jié)論如下：

（1）隨著降雨的持續(xù)發(fā)生，兩側(cè)邊坡在各平臺處的孔隙水壓有所差異，這主要是兩側(cè)邊坡坡度差異引起的。左幅坡面坡面較陡（45°），暴雨形成的水流不易聚集，導(dǎo)致入滲量小，各級臺階的孔隙水壓變化不大。右幅邊坡坡面較緩，暴雨形成的水流更易聚集，在各級臺階處的孔隙水壓逐漸提升。

（2）坡比越大邊坡整體穩(wěn)定性越高。左幅邊坡坡比為1：1，其在降雨和完全飽和的情況下，安全系數(shù)由天然工況下的1.235分別下降至1.187和1.176；右幅坡比較大，為1：1.25，坡面較緩，相較左幅邊坡，其安全系數(shù)較高且整體穩(wěn)定性較好，在降雨和完全飽和的情況下，安全系數(shù)由天然工況下的1.462分別下降至1.458和1.275。但左右幅邊坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）本文將物理加固和生態(tài)護(hù)坡結(jié)合，提出支護(hù)型植生混凝土加固技術(shù)。采用抗滑錨筋加生態(tài)基材的方式既提升邊坡的整體穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)植被的生態(tài)恢復(fù)。通過對左幅邊坡進(jìn)行錨桿加固后的穩(wěn)定性驗(yàn)算可知，左幅邊坡的整體穩(wěn)定性得到提升，在飽和工況下邊坡由基本穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)，再通過表面的植被混凝土處理，可起到良好的降雨分流和吸水效果，保證邊坡的長期穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]周仁.山區(qū)公路項(xiàng)目斜坡基底高填方邊坡支護(hù)探討[J]山西建筑，2024，50（16）：131-133，170.

[2]王振華，鄧輝，張永軍.基于極限抗剪強(qiáng)度改進(jìn)的壓實(shí)填方邊坡穩(wěn)定性評價(jià)方法研究[J].西北地質(zhì)，2024，57（4）：262-270

[3]楊興.基于確定性和概率分析的高路塹邊坡穩(wěn)定性研究[J]水利科學(xué)與寒區(qū)工程，2024，7（7）：137-140.

L4]李世明，胡衛(wèi)軍，韓琳琳.錨桿支護(hù)形式對高陡公路邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J].西部交通科技，2024（5）：34-37.

[5]馮威雄.降雨入滲作用下的邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究[J].西部交通科技，2024（1）：12-15，33

[6]樊劍峰.植被混凝土護(hù)坡技術(shù)在高陡巖石邊坡生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2024，9（6）：85-87.

[7杜文志，陳超群，龐學(xué)勇，等.我國道路邊坡植被修復(fù)的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2023，34（12）：3437-3446

[8]羅秋林.CBS植被混凝土護(hù)坡在高速公路施工中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2023（8）：33-35.

[9]全國國土資源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.滑坡防治工程勘察規(guī)范：GB/T32864—2016S.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016：14