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【摘 要】路基防护与加固是防治路基病害、保证路基稳固的重要工程技术措施。本文分析了公路路基防护与加固的重要性，介绍了几种路基防护设计方法，并以实际工程为例介绍了预应力锚索防护设计。
【关键词】公路；路基；防护设计；加固
一、公路路基防护与加固的重要性
路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，防护的重点是路基边坡，由于地形的变化，适路设计标高与天然地面标高的相互关系不同，会出现高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路堑和介于前两者之间的半填半挖路基。由岩土体填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，且暴露于自然环境中，长期受各种自然因素的影响，岩土体的物理力学性质会发生较大的变化，引起岩土体变形、移动，破坏边坡的稳定，甚至导致一系列环境地质问题和生态环境问题，如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蚀和植被破坏等。因此为保证路基的稳定和防治各种路基病害，除做好路基排水工作外，还需结合当地水文、地质及材料等情况，采取有效措施，对各类土、石边坡进行必要的防护。
二、公路路基防护加固设计
（一）坡面防护
1.植物防护
植物防护的方法一般采用种树、种草、铺草皮。种草防护，适宜于边坡坡度小于1：1，不浸水或短期浸水但地表径流速度小于0.6m/s的土质边坡。草的品种应选择生命力强，根系发达，根茎低矮，叶繁，春秋都能播种的多年生品种：铺草防护，其作用与种草防护相同，但在边坡高陡和坡而冲刷较严重的地方，铺草皮较种草防护效果更好，可采用平铺、水平叠置、垂直坡而或先用片石砌成方格等形状再铺设草皮：植树防护，植树防护多用于边坡坡度不大于1：1.5河岸或沙漠地区，可以用来降低河水流速保护水上流失或阻止风沙的侵袭。
2.捶面防护
捶面与抹面防护性质相近，其使用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的除石灰、水泥混合土外，还有石灰、炉渣、粘土混合的三合土与再加适量砂粒的四合土，一般厚度10-15cm。捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵抗较强的雨水冲刷，使用期约8-10年。
3.喷砂浆和喷混凝土防护
喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡，对于这些边坡抹面、捶面就难以奏效，故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷浆或喷射混凝土可以防止坡面进一步风化、剥落，同时可促使裂隙间破碎石块得到砂浆填充而加固，由于水泥砂浆和水泥混凝土均具有很高的强度，因而可以收到较好的防护效果。喷水泥砂浆的砂浆强度不应低于M10，厚度宜5-7cm，喷水泥混凝土强度不应低于。厚度宜10-15cm；在喷射过程中应添加速凝剂以促使早凝固。施工时需要专用喷射机械设备，并在坡面上每隔2-3cm交错设置泄水孔，对大面积坡面防护还应设置伸缩缝，但是喷浆或喷混凝土后，养护较为困难，坡面容易产生细微的干缩裂缝影响强度。为此，可在喷射层中加设一层钢筋网或高强聚合物土工格栅，以增强其强度，钢筋网采用直径4-10mm的圆钢筋编织而成，孔径10cm左右，平直铺于坡面上，用钢筋锚钉固定，在喷浆或混凝土。
（二）冲刷防护
1.护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙及肋式护面墙等。适用于坡度在1/0.5-1/1易风化软质岩层的路堑边坡。
2.干砌片石防护常用的形式有单层铺砌片石防护、双层铺砌片石防护和边格内铺石。
3.浆砌片石防护的厚度，一般为0.2-0.5m，用于冲刷防护时，根据流速大小或波浪大小确定最小厚度，一般不小于0.35m。在冻胀变形较大的土质边坡上护地面应设置0.1-0.15m厚的碎石或砂砾垫层。近河路基的浆砌片石护坡的埋置深度，应在冲刷线以下0.50-1.00m，否则应有防止路基被冲刷的措施。浆砌片石防护应设置必要的伸缩缝、沉降缝和泄水孔等。
4.混凝土预制块防护按使用场合不同可分为混凝土板护坡和柔性混凝土板护坡。柔性混凝土板是一种强有力的柔性护面，它是由具有一定规则形状和尺寸的混凝土板和可以自由转动的铰链互相连接构成。
5.土工织物防护，土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料，在公路工程中有以下作用：排水、反滤、分隔、加固加筋、防护等。
6.间接防护，通过结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等，疏浚河床、改变河道。
（三）支挡工程防护
支挡工程中常用的是抗滑桩和抗滑挡上墙。抗滑桩主要是在边坡滑床上层中钻孔，然后在孔中放入钢筋笼，再将混凝上灌入而形成的混凝上灌注桩。混凝上中的水泥砂浆渗入到抗滑桩周围的上体中并与周围上体很好的胶结在起形成个整体，其作用是利用抗滑桩插入滑动而以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加边坡的稳定性，适用十浅层和中厚层的滑坡。抗滑挡上墙是般中小型边坡加固中最常见的工程，一般建在边坡前缘，阻挡边坡滑动。挡上墙的设计应根据滑坡的实际推力大小进行设计，确保滑坡而不与挡上墙起滑动。抗滑挡上墙最常用的是重力式挡上墙，但普通的挡上墙不适十滑动而较深的石质边坡加固，因此在工程上针对此类状沉常用预应力锚杆、锚索抗滑挡上墙进行边坡加固，锚杆深入基岩中增加了岩石的整体性，因此其适用范围更广。
这里重点介绍一下边坡锚固设计要点：（1）认真进行地质调查，查明各种结构面的产状、组合情况、力学性质、不稳定边坡范围和边界条件；（2）充分考虑发挥岩体自身强度作用。当岩体本身强度保证不了岩体稳定时，岩体下滑力扣除岩体本身提供的阻滑力后，不足部分的阻滑力，由预应力锚索的锚固力提供由预应力锚索和其它工程措施提供的抗滑力，再加上岩体强度自身所能提供的抗滑力之和，应满足抗滑稳定安全系数的要求。（3）考虑足够的安全余度。由于影响边坡稳定的因素较多，各项力学指标很难十分准确，加上不可预见的因素影响，为保证安全，在稳定设计中，一般应采用较大的安全系数作保证。（4）按最优锚固角布置预应力锚索。（5）做好边坡稳定监测设计，保证施工安全和运行稳妥可靠。 三、公路路基防护设计应用
（一）工程概况
某公路K49+057～K49+258m路堑区为低山丘陵剥蚀地貌。路堑区最大高程72.4m，位于路线左侧，此段路面设计高程为26.5-28.2m；山坡较陡，自然坡度30。～55。冲沟发育，植被较茂密，局部碎块状。
（二）边坡稳定性分析及方案比选
选择典型横断面进行稳定分析，其中岩土体强度参数根据地质资料并结合以往工程经验确定（见表1）。
方案一：设计坡率为一级1：l、二级1：1、三级1：1、四级1：1、五级l：1.25，边坡每10m高设置一级2.0m宽的平台，当最后一单级边坡高度小于12m时，不增设平台。最大边坡高度为47m。
方案二：设计坡率为一级l：0.75、二级l：0.75、三级l：0.75。最大边坡高度为32m。
用圆弧型极限平衡法来进行评价，理论计算表明，方案一形成欠稳定边坡，方案二形成不稳定边坡。而且方案一开挖后存在严重的“
剥山皮”现象，开挖土方量较大。方案二虽然开挖土方量相对较小，但底部剪应力较集中，加固工程量较大，土质边坡强锚固后后期隐患较大。结合此路堑区具体情况，下部采用预应力锚索锚固桩板墙、上部适当放坡加固的设计方案。
本工程采用人工挖孔桩预应力锚索支撑，桩顶之间用冠梁（80cm×45cm）连结，支护桩之间为现浇混凝土挡板多排锚杆拉设。除顶部混凝土挡板为直立外，其余为部分直立、部分曲线型，混凝土挡板左右两侧镶嵌在支护桩内，曲线挡板上部凹处填充种植红粘土做边坡绿化。根据设计要求，本工程共设计支护桩72根，锚索221根，锚杆937根，挡板1316m。支护桩分2型、3型、4型3种，断面尺寸为1.5×2.5m，桩长为12.58-22.30。锚固段长分别为5、6、7m。所有支护桩均通长配筋，桩身混凝土强度等级为C30。预应力锚索分A型、B型、C型3种，每排孔数分别为2、3、4，长度分别为20、25、25m，锚固段长均为10m。锚杆分1型、2型、3型3种，每根锚杆长度分别为9.2、9.4、10.1。锚索钻孔直径为130mm，锚杆钻孔直径为110mm，锚索采用3Ф15.5（1860MPa）钢绞线，锚杆采用Ⅱ级Ф28螺纹钢筋，锚杆垂直于挡板，与水平方向夹角为00。
四、结束语
随着我国公路事业的快速发展，公路边坡防护的趋势也在发生变化，开始朝着多样化和综合化方向发展。因此，在边坡的防护设计上，要从多方面考虑，选择合适防护方案，并做好设计工作。
参考文献：
[1]张生霞.公路路基防护设计方法探讨[J].价值工程，2010年3期.
[2]廉香兰.浅谈公路路基坡面加固与防护设计[J].价值工程，2012年28期.
【关键词】公路；路基；防护设计；加固
一、公路路基防护与加固的重要性
路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，防护的重点是路基边坡，由于地形的变化，适路设计标高与天然地面标高的相互关系不同，会出现高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路堑和介于前两者之间的半填半挖路基。由岩土体填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，且暴露于自然环境中，长期受各种自然因素的影响，岩土体的物理力学性质会发生较大的变化，引起岩土体变形、移动，破坏边坡的稳定，甚至导致一系列环境地质问题和生态环境问题，如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蚀和植被破坏等。因此为保证路基的稳定和防治各种路基病害，除做好路基排水工作外，还需结合当地水文、地质及材料等情况，采取有效措施，对各类土、石边坡进行必要的防护。
二、公路路基防护加固设计
（一）坡面防护
1.植物防护
植物防护的方法一般采用种树、种草、铺草皮。种草防护，适宜于边坡坡度小于1：1，不浸水或短期浸水但地表径流速度小于0.6m/s的土质边坡。草的品种应选择生命力强，根系发达，根茎低矮，叶繁，春秋都能播种的多年生品种：铺草防护，其作用与种草防护相同，但在边坡高陡和坡而冲刷较严重的地方，铺草皮较种草防护效果更好，可采用平铺、水平叠置、垂直坡而或先用片石砌成方格等形状再铺设草皮：植树防护，植树防护多用于边坡坡度不大于1：1.5河岸或沙漠地区，可以用来降低河水流速保护水上流失或阻止风沙的侵袭。
2.捶面防护
捶面与抹面防护性质相近，其使用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的除石灰、水泥混合土外，还有石灰、炉渣、粘土混合的三合土与再加适量砂粒的四合土，一般厚度10-15cm。捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵抗较强的雨水冲刷，使用期约8-10年。
3.喷砂浆和喷混凝土防护
喷砂浆和喷水泥混凝土防护适用于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡，对于这些边坡抹面、捶面就难以奏效，故应采取机械喷射水泥砂浆或水泥混凝土加固。喷浆或喷射混凝土可以防止坡面进一步风化、剥落，同时可促使裂隙间破碎石块得到砂浆填充而加固，由于水泥砂浆和水泥混凝土均具有很高的强度，因而可以收到较好的防护效果。喷水泥砂浆的砂浆强度不应低于M10，厚度宜5-7cm，喷水泥混凝土强度不应低于。厚度宜10-15cm；在喷射过程中应添加速凝剂以促使早凝固。施工时需要专用喷射机械设备，并在坡面上每隔2-3cm交错设置泄水孔，对大面积坡面防护还应设置伸缩缝，但是喷浆或喷混凝土后，养护较为困难，坡面容易产生细微的干缩裂缝影响强度。为此，可在喷射层中加设一层钢筋网或高强聚合物土工格栅，以增强其强度，钢筋网采用直径4-10mm的圆钢筋编织而成，孔径10cm左右，平直铺于坡面上，用钢筋锚钉固定，在喷浆或混凝土。
（二）冲刷防护
1.护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙及肋式护面墙等。适用于坡度在1/0.5-1/1易风化软质岩层的路堑边坡。
2.干砌片石防护常用的形式有单层铺砌片石防护、双层铺砌片石防护和边格内铺石。
3.浆砌片石防护的厚度，一般为0.2-0.5m，用于冲刷防护时，根据流速大小或波浪大小确定最小厚度，一般不小于0.35m。在冻胀变形较大的土质边坡上护地面应设置0.1-0.15m厚的碎石或砂砾垫层。近河路基的浆砌片石护坡的埋置深度，应在冲刷线以下0.50-1.00m，否则应有防止路基被冲刷的措施。浆砌片石防护应设置必要的伸缩缝、沉降缝和泄水孔等。
4.混凝土预制块防护按使用场合不同可分为混凝土板护坡和柔性混凝土板护坡。柔性混凝土板是一种强有力的柔性护面，它是由具有一定规则形状和尺寸的混凝土板和可以自由转动的铰链互相连接构成。
5.土工织物防护，土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料，在公路工程中有以下作用：排水、反滤、分隔、加固加筋、防护等。
6.间接防护，通过结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等，疏浚河床、改变河道。
（三）支挡工程防护
支挡工程中常用的是抗滑桩和抗滑挡上墙。抗滑桩主要是在边坡滑床上层中钻孔，然后在孔中放入钢筋笼，再将混凝上灌入而形成的混凝上灌注桩。混凝上中的水泥砂浆渗入到抗滑桩周围的上体中并与周围上体很好的胶结在起形成个整体，其作用是利用抗滑桩插入滑动而以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加边坡的稳定性，适用十浅层和中厚层的滑坡。抗滑挡上墙是般中小型边坡加固中最常见的工程，一般建在边坡前缘，阻挡边坡滑动。挡上墙的设计应根据滑坡的实际推力大小进行设计，确保滑坡而不与挡上墙起滑动。抗滑挡上墙最常用的是重力式挡上墙，但普通的挡上墙不适十滑动而较深的石质边坡加固，因此在工程上针对此类状沉常用预应力锚杆、锚索抗滑挡上墙进行边坡加固，锚杆深入基岩中增加了岩石的整体性，因此其适用范围更广。
这里重点介绍一下边坡锚固设计要点：（1）认真进行地质调查，查明各种结构面的产状、组合情况、力学性质、不稳定边坡范围和边界条件；（2）充分考虑发挥岩体自身强度作用。当岩体本身强度保证不了岩体稳定时，岩体下滑力扣除岩体本身提供的阻滑力后，不足部分的阻滑力，由预应力锚索的锚固力提供由预应力锚索和其它工程措施提供的抗滑力，再加上岩体强度自身所能提供的抗滑力之和，应满足抗滑稳定安全系数的要求。（3）考虑足够的安全余度。由于影响边坡稳定的因素较多，各项力学指标很难十分准确，加上不可预见的因素影响，为保证安全，在稳定设计中，一般应采用较大的安全系数作保证。（4）按最优锚固角布置预应力锚索。（5）做好边坡稳定监测设计，保证施工安全和运行稳妥可靠。 三、公路路基防护设计应用
（一）工程概况
某公路K49+057～K49+258m路堑区为低山丘陵剥蚀地貌。路堑区最大高程72.4m，位于路线左侧，此段路面设计高程为26.5-28.2m；山坡较陡，自然坡度30。～55。冲沟发育，植被较茂密，局部碎块状。
（二）边坡稳定性分析及方案比选
选择典型横断面进行稳定分析，其中岩土体强度参数根据地质资料并结合以往工程经验确定（见表1）。
方案一：设计坡率为一级1：l、二级1：1、三级1：1、四级1：1、五级l：1.25，边坡每10m高设置一级2.0m宽的平台，当最后一单级边坡高度小于12m时，不增设平台。最大边坡高度为47m。
方案二：设计坡率为一级l：0.75、二级l：0.75、三级l：0.75。最大边坡高度为32m。
用圆弧型极限平衡法来进行评价，理论计算表明，方案一形成欠稳定边坡，方案二形成不稳定边坡。而且方案一开挖后存在严重的“
剥山皮”现象，开挖土方量较大。方案二虽然开挖土方量相对较小，但底部剪应力较集中，加固工程量较大，土质边坡强锚固后后期隐患较大。结合此路堑区具体情况，下部采用预应力锚索锚固桩板墙、上部适当放坡加固的设计方案。
本工程采用人工挖孔桩预应力锚索支撑，桩顶之间用冠梁（80cm×45cm）连结，支护桩之间为现浇混凝土挡板多排锚杆拉设。除顶部混凝土挡板为直立外，其余为部分直立、部分曲线型，混凝土挡板左右两侧镶嵌在支护桩内，曲线挡板上部凹处填充种植红粘土做边坡绿化。根据设计要求，本工程共设计支护桩72根，锚索221根，锚杆937根，挡板1316m。支护桩分2型、3型、4型3种，断面尺寸为1.5×2.5m，桩长为12.58-22.30。锚固段长分别为5、6、7m。所有支护桩均通长配筋，桩身混凝土强度等级为C30。预应力锚索分A型、B型、C型3种，每排孔数分别为2、3、4，长度分别为20、25、25m，锚固段长均为10m。锚杆分1型、2型、3型3种，每根锚杆长度分别为9.2、9.4、10.1。锚索钻孔直径为130mm，锚杆钻孔直径为110mm，锚索采用3Ф15.5（1860MPa）钢绞线，锚杆采用Ⅱ级Ф28螺纹钢筋，锚杆垂直于挡板，与水平方向夹角为00。
四、结束语
随着我国公路事业的快速发展，公路边坡防护的趋势也在发生变化，开始朝着多样化和综合化方向发展。因此，在边坡的防护设计上，要从多方面考虑，选择合适防护方案，并做好设计工作。
参考文献：
[1]张生霞.公路路基防护设计方法探讨[J].价值工程，2010年3期.
[2]廉香兰.浅谈公路路基坡面加固与防护设计[J].价值工程，2012年28期.