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摘要：文章结合某高速公路边坡工程实例，通过大型剪切试验获取结构面参数，分析了公路边坡支护优化设计方案。通过现场大型剪切试验结果可知，饱和条件下各试样的抗剪强度参数均有所下降，相同试验条件下试样的残余抗剪强度参数均低于峰值抗剪强度参数，针对已经产生滑动破坏的边坡支护设计时宜采用残余抗剪强度参数。使用现场实测参数优化后，可节约边坡支护成本。
关键词：剪切试验；抗剪强度；边坡支护；优化设计；
引言：近些年来，随着我国边坡修复技术的迅速发展，如何结合边坡情况优选护坡技术，提升工程的整体效益具有重要的意义。本文结合汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段边坡的特点，对边坡变形病害原因进行了分析，并优选了不同修复技术，以最大程度地发挥边坡修复的优势，有效地解决边坡工程塌方问题，加强与生态环境的协调，推动我国城镇生态环境的可持续发展。
一、工程概况
根据调查，某高速公路沿线出露的地层岩性主要包括长石砂岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩、砂砾岩等。该高速公路沿线岩层倾角较缓，一般在15°～25°之间，局部倾角>30°。该高速公路开挖后，形成顺层边坡，如何合理选取边坡支护设计参数，在保证边坡安全的同时降低支护措施的造价是研究的重点内容。一般情况下，边坡支护主要根据当地经验参数取值，但经验参数取值往往较小，不利于节省工程投资，因此获取结构面抗剪强度参数作为边坡支护参数是十分重要的。由于现场取样原因，室内试验的岩样体积小，且在取样过程中强度较低的结构面会受到影响，造成试验结果偏小。为了参数准确，采用现场大型剪切试验获取结构面抗剪强度。
二、边坡设计管理措施
品质是工程在满足设计使用功能和安全方面的一种固有属性的集合。打造品质工程，首先从设计入手，全寿命周期地考虑工程的耐久性、适用性和安全性，以创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念融入工程规划设计，着重从提高设计水平、提升设计品质方面入手，加强全过程设计、精细化设计，积极创新设计理念，全面提升高速公路的内在质量和外在品位。
（一）加强设计勘察阶段一坡一设计，提高设计深度
设计勘察阶段，建设单位要督促勘察设计单位在执行规范要求及合同约定的基础上开展精细化设计，提高工程地质和水文地质勘察深度，严格按要求落实边坡一坡一图设计，提高设计责任心；要求谋划勘察设计手段，严格边坡设计方案审查，做到边坡设计方案合理明晰；边坡防护设计中要强化生态防护形式的应用，因地制宜地结合边坡实际情况制定防护方案。
（二）优化后边坡支护设计
根据现场大型剪切试验结果可知，顺层边坡岩体结构面抗剪强度参数大于经验参数取值，砂岩内摩擦角为28.0°，粘聚力为35.1 k Pa；砂岩夹泥岩内摩擦角为27.6°，粘聚力为26.2 k Pa；泥岩内摩擦角为15.9°，粘聚力为22.4 k Pa。因此，结合现场情况，可在一定程度上增大边坡的放坡坡度，将坡率由当地的经验参数值1：2.9优化至1：1.5，同时配合锚杆措施。由于岩体结构的抗剪强度参数在一定程度上有所增大，经过计算，在支护结构上的作用力也大幅降低。在公路沿线局部边坡较高的区域设置挡土墙，减少开挖土方量，减少征地面积。经初步计算，采取现场大型剪切试验获取的强度参数进行边坡优化支护后，土石方挖方量减少约10万m3，工程投资降低数百万元（见图2）。
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（三）植物配置措施
（1）植物品种选择。由于本工程边坡施工条件差，石质边坡坡度较大；边坡为泥质砂岩，有机质含量不高，故在植物品种选择时，应选择根系发达、耐干旱、繁殖能力强等植物，如银合欢、穿破石、香根草、百喜草等。
（2）植物密度设置。对于灌木，应采取3排平行种植方式，靠石种植2排藤本，并按1m的距离种植5株，同时沿着外侧每米种植1排灌木；在乔木种植时，穴状应呈品字形进行种植，株距为2m×2m；在园林植种时，植物绿篱选择植花叶女贞，株距0.2m×0.2m；在坡面垂直绿化种植时，应选择凌首冠藤，株距为0.2m×0.2m。同时种植九里香，株距0.2m×0.2m，以及小叶紫薇，株距0.3m×0.3m。在香根草种植时，应株距0.2m×0.5m，采用条带种植方式。
（四）严格执行标准化施工技术要求
路堤（路堑）边坡遵循“分级填埋（开挖）、分级刷涂、分级保护、分级绿化”的施工原则。边坡封堵保护紧跟每一层填土（开挖），每一层路堤（挖路）边坡测试后，自下而上标出保护工程，绿化后。
以本工程边坡上使用的多防护拱形防护为例，在斜坡移动后，由下至上标出每一级防护等级。砌筑前应将坡顶平整、压实，确保坡顶饱满、平整。拱衬混凝土预制砌块必须集中预制，坡道建成后铺设。施工各段应使用搅拌机搅拌砂浆，砂浆应保持其流动性和流动性，用于搅拌。必须先与平台侧渠同时铺设砌筑基础，然后再搭设同级高坡砌筑工程。砌筑时，砌块应错开，砂浆用砂浆压实。填缝后，砂浆应填满无裂缝。同时，接缝要光滑，接缝的宽度要相等、结实。又漂亮，不会掉。
（五）不断总结管理经验及技术成果，力促品质工程再上新台阶
本项目建设以来，通过优质工程和技术创新，改善了环境，在优质边坡工程建设中取得了一定成效。经过工程实践总结提炼，取得以下技术成果：（1）对工程沿线大量碳质泥岩边坡，采用面墙、开窗、锚栓、深沟孔等新方法进行处理.避免后期操作崩溃的风险；（2）高液界土、宽土的边坡采用无砂大孔支护覆盖渠沟+护坡拱线，同时加强防水防渠措施，提高边坡稳定性；（3）原设计深度不足，不需要采取特殊处理措施，如边坡护坡、护趾养护、边坡锚固、深沟固底等措施；（4）地面坡度根据不同高度采用拱形衬砌和挂网。采用喷涂、地钉、深沟孔等加固保护；（5）用竹竿和框架杆设置人字形隔板以稳定土壤；（6）在窗户的防护墙上和石坡等土、草不易耕种的地方，用种植袋对窗户进行绿化，提高绿化效果；（7）对于石质边坡，可考虑在坡台上开挖橡胶土，在坡区打孔，建立绿化土壤。植树造林，增加植物生长，提高绿化水平；用于开挖后岩石稍有破碎的边坡，既加强了边坡，又解决了问题。解决了石坡绿化问题。这种必不可少的技术经验将有助于将优质边坡工程提升到一个新的水平。
（六）生态恢复现状
考虑到植物具有良好的适应性，可大大提升整个坡面的郁闭度。由于香根草、百喜草长势良好，且根系强壮，有利于边坡的稳定性的提升；同时，种植藤本植物，如爬山虎，长度1.7m；整个坡面使用小叶紫薇、花叶女贞等植物，以增加坡面植物的多样性，满足景观变化的需求。由于工程景观空间结构圆滑，故具有良好生态效益，可形成灌木层植物群落；本工程通过乔、灌、草的综合应用，促进了景观协调，体现了自然生态的和谐，不仅确保了岩体的稳定性，而且大大提升公路边坡景观的特色。
结论：本文为了优化边坡支护结构设计，采用现场大型剪切试验获取不同岩层的抗剪强度参数，在饱和状态下各岩层的抗剪强度参数均有所下降，但同当地经验参数相比，岩层的实际抗剪强度参数较大，边坡支护结构具备优化条件。通过对比优化前后的支护措施，根据实际抗剪强度参数进行边坡支护设计可降低工程投资，也可为当地工程建设积累经验。
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