公路工程建設中的巖土工程問題

胡　博

中圖分類號：TU

文獻標識碼：A

文章編號：1673-0992(2009)03-0175-01

摘要：公路工程建設呈現的巖土工程問題主要有地基穩定問題、邊坡穩定問題、等。這些問題對工程的影響體現在變形和強度兩個方面。基于巖土問題產生的條件，提出了在工程實踐中應注重的內容及研究方向。

關鍵詞：巖土工程地基邊坡

過去巖土工程工作者將較多的注意力集中在水利、鐵道和礦山工程建設中：近年來，隨著高速公路的發展，公路工程建設中的巖土工程問題日益突出，一些巖土工程問題已成為決定公路建設投資大小和工程成敗的關鍵因素。隨著高速公路的發展。公路建設中的巖土工程得到了重視和發展，巖土工程在公路建設中發揮了巨大的作用。取得了顯著的經濟效益和社會效益。即使如此，由于工程性質的限制。公路工程建設中的許多巖土工程問題還有待于深入研究。為此本文對公路建設中的一些巖土工程共性問題進行了探討。并提出了解決該類問題的方法。

一、地基穩定問題

地基穩定性有兩方面的含義，一是路基巖土體在上部荷載作用下是否發生破壞，即強度是否滿足要求：二是路基巖土體在上部荷載作用下是否發生過量沉降，使建筑物失去預定的功能。路基一般要同時滿足承載力的要求和小于某一沉降量(包括沉降差)的要求。有時承載力滿足要求后，有兩種情況對其沉降是否滿足要求基本上可以不驗算：一是承載力滿足后。沉降肯定很小，可以不進行驗算。另一種是對變形沒有嚴格要求。深厚軟粘土路基沉降量和差異沉降量控制是問題的關鍵軟土地區路基工程事故大部分是由沉降量或沉降差過大造成的。特別是不均勻沉降對建筑物的危害最大。合理控制沉降量非常重要。對該類路基應該按沉降控制標準設計。這樣既可保證道路安全又可節省工程投資。但按沉降控制設計不是可以不管地基承載力是否滿足要求，按沉降控制設計本已包含對承載力是否滿足要求進行驗算。解決路基穩定問題的技術方案是采取必要的路基處理措施。對路基穩定性問題的研究總體來說包括三個方面。①天然路基巖土的強度與變形特性的研究。對于高度不大荷載較小的路堤優先考慮發揮其天然地基土的潛力：同時對天然地基土工程特性的研究是進行地基處理的依據。②地基處理技術與處理后地基土的工程特性研究。目前的跨溝塘高填方路堤不斷增多，天然的軟土地基多數情況下難以滿足工程要求，因此各種地基處理技術不斷得到發展和完善，針對置換、強夯、擠密、預壓固結注漿膠結等各種方法的新工藝在不斷產生和發展。根據路堤對強度、變形和滲透等技術參數的要求，對于處理后的地基預測評價。是選擇適宜的處理方法和確定有關設計指標的關鍵。

二、邊坡穩定問題

公路穿越山嶺區，都存在著天然邊坡和人工邊坡穩定性問題。該類問題屬于巖土體在以重力為主作用下的穩定性問題。若采用支擋結構，則結構要承受來自巖土體的荷載。一般來說，邊坡具有維持自身穩定性的潛在能力。大部分天然邊坡在其演變中已經適應了各種自然營力的作用而處于穩定狀態，人工邊坡可通過與自然邊坡的類比或通過穩定性分析，設計合理的坡形使其達到穩定性要求。然而在人類工程活動中，邊坡穩定性問題依然突出，這一方面是由于自然動力或工程建設改變了自然邊坡狀態，另一方面，由于場地條件的限制或經濟等原因。人工邊坡的坡形不能僅根據其穩定性而設計。對于位于建筑密集的城市中的工程，大部分需設計深基坑邊坡。由于基坑內部受基礎的限制及外圍受周圍建筑物的限制，按穩定坡角放坡是不可能的。因此大部分采用直立邊坡加支護方案。對于不穩定的邊坡則要評價采取支擋結構后的穩定性。類工程活動中，邊坡穩定性問題依然突出，這一方面是由于自然動力或工程建設改變了自然邊坡狀態，如坡腳侵蝕、開挖，坡體上堆荷載或修建工程，由此破壞了邊坡原有的平衡狀態；另一方面，由于場地條件的限制或經濟等原因。人工邊坡的坡形不能僅根據其穩定性而設計，如對于高邊坡而言。坡度減緩將意味著削方量大量增加。占有土地增多，投資增大。這就需要采用較陡的邊坡支護設計方案。對于位于建筑密集的城市中的工程。大部分需設計深基坑邊坡。由于基坑內部受基礎的限制及外圍受周圍建筑物的限制，按穩定坡角放坡是不可能的：因此大部分采用直立邊坡加支護方案。對于不穩定的邊坡則要評價采取支擋結構后的穩定性。

三、公路建設對巖土工程的需求

盡管我國公路基礎設施建設發展十分迅速，但其總量仍不能滿足國民經濟和社會發展的需求，公路交通運輸仍然是許多地區經濟與社會發展的瓶頸。從目前的建設速度和建設規模看。至少在今后10年內我國公路交通基礎設施建設，仍將處于快速發展期。任何基礎設施的建設，都離不開巖土工程。切實解決公路建設中遇到的巖土工程問題。是確保工程建設順利完成的關鍵。概括來講，公路建設對巖土工程的需求主要體現在以下幾個方面。

(1)特殊土與特殊環境條件巖土工程技術。雖然過去對諸如黃土、鹽磧土、高液限土、紅層軟巖等特殊巖土，以及高寒、沙漠、巖溶等特殊環境條件下的巖土工程問題進行過研究，但由于我國地形、地貌、地質條件復雜。巖土的隨機性和不確定性。使得特殊巖土工程問題仍然是公路建設面臨的突出問題之一。如何解決特殊土地區和特殊環境條件下巖土工程結構的穩定性和耐久性構建完善的設計與施工技術。是公路巖土工程的長期任務。

(2)地質災害防治技術。巖土工程結構安全是交通運輸安全的重要組成部分。我國山區公路高邊坡、長大隧道較多，最高的邊坡已超過了200m。最長的隧道已達到了18km。公路所處的地質和環境條件十分復雜。巖土工程結構長期安全問題十分突出。

(3)環境巖土工程技術。實施可持續發展戰略。對公路巖土工程提出了更高的要求。修筑公路必然要占用土地、改變原有水文條件和地質條件，不可避免會帶來一些環境問題。如何在大規模公路基礎設施建設時，保護生態環境、地質環境，是實現可持續發展，構建資源節約型、環境友好型交通的關鍵，這給巖土工程提出了新的要求。環境惡化的進程。有時比較快，有時可滯后幾十年、上百年，必須從長遠的觀點看問題。巖土工程結構的健康診斷、養護管理等方面的研究非常薄弱。將環境和巖土工程相結合，進行有機考慮的公路環境巖土工程研究，目前還基本來涉及，是公路巖土工程的重要發展方向。

經過20多年的發展，我國高速公路進入了建設與養護管理并重的時期。從未來公路對巖土工程的需求及公路巖土工程研究現狀來看，更要加強公路巖土工程研究。