高等級公路路基邊坡的防護與加固

王德明　蔣學平

摘要：本文主要是介紹了高等級公路路基邊坡的防治與加固的方法。

關(guān)鍵詞：公路路基；損壞

隨著我國國民經(jīng)濟建設(shè)和公路交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路等級越來越高，其通車里程越來越長。隨之出現(xiàn)的是公路施工中的高大邊坡的數(shù)量增多、規(guī)模擴大。但往往由于自然因素和人為因素的作用，路基邊坡的崩塌、滑坡和剝落等損壞現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，高等級公路路基邊坡的施工及養(yǎng)護質(zhì)量--防治與加固越來越多地引起公路施工、養(yǎng)護單位和管理部門的重視。

公路路基邊坡的質(zhì)量和狀態(tài)能否持久而穩(wěn)定、能否經(jīng)得住各種因素的影響而不損壞，通常用邊坡穩(wěn)定性來評價。邊坡的地質(zhì)條件、水文條件、地形地貌和新構(gòu)造運動等自然因素是對邊坡穩(wěn)定性起決定作用的關(guān)鍵因素，而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩(wěn)定性負有重大影響。路基邊坡穩(wěn)定性(或狀態(tài)改變及損壞)是上述因素綜合作用的反映，邊坡穩(wěn)定性和各種因素構(gòu)成一個相互聯(lián)系、相互影響的整體、其中任何一個因素的改變往往會誘導(dǎo)其它因素改變，進而引起邊坡原有穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生改變。

1 路基邊坡?lián)p壞形式及特點

路基邊坡在自然條件下的損壞，有多種形式和各自的特點。

1.1 滑坡

部分巖(土)體在重力作用下沿著一定的軟弱面(帶)緩慢地、整體地向下移動，一般分蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定等三個階段。

因下伏巖層壓縮，邊坡沿巖(土)體內(nèi)較陡的結(jié)構(gòu)面發(fā)生整體下坐（錯）位移，稱為坐(錯)落。組成邊坡的巖(土)體常不發(fā)展為連續(xù)的滑動面，而順著邊坡方向發(fā)生塑性變形，則稱為傾倒。

1.2 崩塌

整體巖(土)塊脫離母體、突然從較陡的邊坡上崩落下來，并順著邊坡猛烈翻轉(zhuǎn)、跳躍，最后堆積在坡底，稱為崩塌。懸崖陡坡上的個別巖塊突然下落，稱為墜落的巖塊或危石。

1.3 剝落

邊坡表層巖(土)體長期遭受風化，在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底，即為剝落。

2 路基邊坡的防護與加固

2.1 邊坡防護與加固的基本要求

根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和施工材料等情況，因地制宜、就地取材，選用適當?shù)墓こ填愋突虿扇【C合措施，以保證公路路基的穩(wěn)定，并不要隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。

在不良的氣候和水文條件下，對粉砂、細砂與易于風化的巖(土)石邊坡以及黃土類邊坡，均宜在土石方施土后及時防護。

對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，在沿河路基邊坡設(shè)砌石護坡、石籠和水泥混凝土預(yù)制板等，以抵抗水流的沖刷和淘刷。

坡面防護一般不考慮邊坡地層的側(cè)壓力，故要求防護的邊坡有足夠的穩(wěn)定性。

對高而陡的防護構(gòu)造物，設(shè)計和施工時要設(shè)置便于檢查、維修的安全設(shè)施。

2.2 坡面防護

2.2.1 種草及鋪草皮

種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩(wěn)定，坡面沖刷輕微，且宜于草類生長的土質(zhì)路堤和路塹邊坡，用以防止表面水土流失、固結(jié)表土、增強路基的穩(wěn)定性。鋪草皮的方法常用的有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四種形式。

選用草籽應(yīng)注意當?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件，通常以容易生長、根部發(fā)達、葉莖低矮、枝葉茂密的多年生草種為宜，最好采用幾種草籽混合種植，使之生成良好的覆蓋層。

2.2.2 植樹

在路基邊坡上合理地植樹，對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用，使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質(zhì)邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡，有利于及早成林，起到良好的防護作用。

植樹的形式可以是帶狀或條形，也可以栽成連續(xù)式。植樹防護除選用適合當?shù)赝寥篮蜌夂虻臉浞N外，還應(yīng)注意保持樹間合適的距離。

2.2.3 抹面與捶面

易于風化的巖石(頁巖、泥巖、泥灰?guī)r和千枚巖等)軟質(zhì)巖層的路塹邊坡防護，可用混合材料抹面。對易于沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。

抹面或捶面的邊坡坡度不受限制，但不能承受荷載和土壓力，故要求邊坡必須是穩(wěn)定的、坡面應(yīng)該平整干燥。

抹面用混合料有石灰爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土或四合土，以及水泥石灰砂漿等。捶面用混合料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合土或四合土等。

為了防止抹面表面開裂、增強抗沖蝕能力，可在表面涂以軟化點稍高于當?shù)貧鉁氐臑r青保護層。抹面和捶面防護工程應(yīng)經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫、開裂或脫落應(yīng)及時灌漿修補。

2.3 沖刷防護

公路路基和邊坡的沖刷防護技術(shù)設(shè)施包括護面墻、干砌片石、漿砌片石、水泥混凝土預(yù)制塊和土工織物等。

2.3.1 護面墻防護

為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖石的挖方邊坡，免受大氣因素影響而修建的墻，稱為護面墻。護面墻多用于風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質(zhì)頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質(zhì)巖石，以防止繼續(xù)風化。

護面墻有實體式、孔窗式、拱式和助式等。實體式護面墻用于一般土質(zhì)及破碎巖石邊坡:孔窗式護面墻用于坡度小于1:0.75 的邊坡，孔窗內(nèi)可采用捶面(坡面干燥時)或干砌片石；拱式護面墻用于邊坡下部巖石較完整而需要防護上部邊坡或通過局部軟弱地段；邊坡巖層較完整且坡度較陡時可采用肋式護面墻。

護面墻除自重外，不承受其它荷載和墻后的壓力。因此，護面墻所防護的挖方邊坡陡度應(yīng)符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。

2.3.2 干砌片石防護

較軟的土質(zhì)路基邊坡因雨水沖刷會發(fā)生泥流、拉溝與小型溜坍，或有嚴重剝落的較質(zhì)巖層邊坡，周期性浸水的河灘等均可采用干砌片石防護。

單層干砌片石護坡的厚度一般為0.15m，雙層鋪砌護坡的上層為0.25~0.35m、下層為0.15~0.25m。鋪砌層的底面應(yīng)設(shè)墊層，其材料通常用碎、礫石或砂礫混合物等。

2.3.3 漿砌片石防護

路基邊坡小于1:1的土質(zhì)或巖石邊坡的坡面防護采用干砌片石不適宜或效果不好時，可采用漿砌片石護坡。若與浸水擋墻綜合使用，以防護不同巖石和不同位置的邊坡，可收到較好的效果。

漿砌片石護坡的厚度一般為0.2~0.5m，用于沖刷防護時根據(jù)水流速度大小或波浪大小確定，最小厚度一般不小于0.35m。采用漿砌片石護坡時應(yīng)在路堤沉實或壓實后施工，以免因路堤的沉降而引起護坡的損壞。

2.3.4 水泥混凝土預(yù)制塊防護

在選擇設(shè)計路基邊坡沖刷防護類型時，有些地區(qū)缺乏片石、塊石材料，此時可選擇水泥混凝土預(yù)制塊防護。它比漿砌片石防護能抵抗較大的水流速度和波浪的沖擊（其容許水流速度在4~8m/s以上、容許波浪高度可在2m以上），還能抵抗較強的冰壓力。

水泥混凝土預(yù)制塊可制成邊長不小于1m、厚度大于6cm的方塊，并配置一定的鋼筋。為了減小水流或波浪對預(yù)制塊的沖擊與上浮力，在預(yù)制板塊時可留出整排的孔眼。

2.3.5 土工織物防護

土工織物是由高分子合成纖維制成的一種新型建筑材料，廣泛應(yīng)用于公路工程中的排水、過濾、分隔、加固和防護等。就防護而言，土工織物能減輕或分散傳遞到被保護材料上的應(yīng)力和應(yīng)變，或用于表面防護--設(shè)置在巖土上的土工織物，防止土體表面受到諸如氣候、輕交通荷載等作用的損害，或用于界面防護--設(shè)置在兩層材料之間的土工織物，防止其中一種材料受到另一種材料的集中應(yīng)力作用或承受更大應(yīng)變而帶來的損害。

用土工織物加固公路路基邊坡時，應(yīng)修建在承載能力較高的路基邊坡上：首先在清理好的原地面上攤鋪織物，靠著臨時擋土橫板傾倒填筑材料，并振動壓實到層厚的一半。在此階段，前面上半層鋪放鋪筑材料并把后面織物折疊過來，然后填完整層材料并壓實。最后將臨時活動模板安放在修筑層之上的前末端，開始修筑另一層。