李文忠
(雞西市公路管理處)
由巖土筑成的路基直接暴露于大氣之中,長期受自然因素的影響,巖土在水溫條件作用下,物理、力學性質將發生變化。浸水后濕度增大,土的強度降低;巖性差的巖體,在水溫變化條件下,加劇風化;路基表面在溫差作用下經受脹縮循環,在濕差作用下經受干濕循環,導致強度衰減和剝蝕;地表水流沖刷,地下水源浸入,使巖土表層失穩,易加劇路基的水毀病害;沿河路堤在水流沖擊、淘刷和浸蝕作用下,易遭破壞;濕軟地基承載能力不足,易導致路基沉陷。所有這些均取決于巖土的物理力學性質及自然因素,且與路基承受行車荷載的情況密切相關。
合理的路基設計,應在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面綜合考慮。為確保路基的強度與穩定性,路基的防護與加固,也是不可缺少的工程技術措施。隨著公路等級的提高,為維護正常的交通運輸,減少公路病害,確保行車安全,保持公路與自然環境協調,路基的防護與加固更具有重要意義。實踐證明,在高等級公路建設中,防護工程對保證公路使用品質、提高投資效益均具有重要的意義。
坡面防護主要是保護路基邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差及濕度變化的影響,防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變進程,從而保護路基邊坡的整體穩定性,在一定程度上還可兼顧路基美化和協調自然環境。坡面防護設施不承受外力作用,必須要求坡面巖土整體穩定牢固。簡易防護的邊坡高度與坡度不宜過大,土質邊坡坡度一般不陡于1∶1 ~1∶1.5。地面水的徑流速度以不超過 2.0m/s為宜,水亦不宜集中匯流。雨水集中或匯水面積較大時,應有排水設施相配合。如在挖方邊坡頂部設截水溝,高填方的路肩邊緣設攔水埂等。
常用的坡面防護設施有植物防護(種草、鋪草皮、植樹等)和工程防護(抹面、噴漿、勾縫、石砌護面等)。前者可視為有“生命”(成活)防護,后者屬無機物防護。有“生命”防護以土質邊坡為主,無機物防護以石質路塹邊坡為主。在一定程度上,有“生命”防護在邊坡穩定和改善路容方面,優于無機物防護。
沖刷防護主要是對沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區路堤,亦包括橋頭引道,以及路基邊旁堤岸等的防護。此類堤岸常年或季節性浸水,受流水沖刷、拍擊和淘洗,造成路基浸濕、坡腳淘空,或水位驟降時路基內細粒填料流失,致使路基失穩,邊坡崩坍。所以堤岸的沖刷防護與加固,主要針對水流的破壞作用而設,起防治水害和加固堤岸雙重功效。
堤岸防護與加固設施,有直接和間接兩類。直接防護與加固設施中包括植物防護和石砌防護與加固兩種,常用的有植物、鋪石、拋石或石籠等。間接防護主要指導治結構物,如丁壩、順壩、防洪堤、攔水壩等。必要時進行疏竣河床、改變河道,目的是改變流水方向,避免或緩和水流對路基的直接破壞作用。改變水流流速、流向和原來狀態,可能導致堤岸對面及路基附近上下游遭害,必須慎重對待,掌握流水運動規律,因勢利導,防治結合,綜合治理。
在沿海、濱湖和江河三角洲地帶修建道路,常遇到近代沉積的高含水率和大孔隙的蒙古質土、粉質土、有機質土或泥炭等軟土層。因此在公路勘查期間首先應收集地質資料,確定軟土分布范圍、構造與成因。表1所示為軟土鑒別的主要指標。

表1 軟土鑒別主要指標
在高壓縮性軟土地基上設計路堤,需考慮三方面問題:
(1)地基的承載力是否可以保證路堤的穩定性;
(2)由于壓縮性土的固結變形而引起的路堤沉降,包括沉降量和沉降速率,是否影響路基和路面結構的正常使用及其使用壽命;
(3)為提高路堤穩定性,減少沉降量或加速固結,需采取地基加固措施。
路堤穩定性驗算、沉降分析以及地基加固措施選擇都必須先進行土質調查和資料收集工作,以確定下述基本條件:
(1)地基條件。軟土地層的生成類別、成層狀態、排水條件、各土層的土性指標(物理特性、固結特性和強度特性);
(2)施工條件。路堤形狀、工程進度要求、填料性質、沿線環境和用地限制等;
(3)道路條件。道路性質、容許剩余沉降量和要求的安全系數等。