王同俊
(四川省交通勘察設計研究院有限公司,四川 成都 610017)
公路建設過程中有很多挖填路段,路基很容易受到各種自然因素影響,易出現沉降、滑坡、坍塌等問題。針對這一問題,筆者認為加強公路路基邊坡病害處治勢在必行,否則將會影響公路安全運營。本文針對公路施工建設過程中的常見路基邊坡病害問題進行分析。
通常情況下對于土質路基邊坡而言,其病害問題主要表現為邊坡沉降、滑坡以及塌方等,主要成因是邊坡土體結構不密實所致,尤其是新填土空隙率超標,比如壓實質量不達標等。對于細粒土壤而言,其滲透性非常大,一旦遇到暴雨天氣,雨水無法及時排放,則坡面表層的土壤就會潮濕,從而影響土壤結構的抗剪強度,甚至導致抗剪能力喪失。在路基重力以及水動力壓力作用下,路基表土沿坡體流動,造成土體流失;此時若路肩部位存在裂縫或者流動沖刷問題,則會導致病害加劇,路基柔軟塑性。該種病害條件下,路基密實度會受到嚴重的影響,而且含水量也會提高,易出現弧形滑動面,斜坡上部位置易出現嚴重的開裂病害。
以某公路為例,其路堤邊坡為土質邊坡,設計時速為40 km/h。對于該段邊坡而言,因其壓實度不足而導致道路邊坡沉降、滑動。通過實地調查,需對邊坡滑坡失穩問題進行有效處治,具體采用以下措施。
1.2.1 保證路基邊坡壓實度
公路路基邊坡壓實施工過程中,應當確保壓實度達標,路床應大于94%,上路堤應大于93%,下路堤應大于90%。壓實度不達標的情況下,應進行補夯,可采取沖擊碾壓或普夯。具體施工作業時,路堤每側填方寬度應超出路堤設計寬度0.3 m,同時適當增加路肩部位的碾壓次數,確保路基整體壓實度達到設計要求,以免地表水或者雨水滲入邊坡。
1.2.2 優化設計坡面排水系統
實踐中可以看到,因地表水、雨水長期大量積累,可能會超出邊坡高度,在設計以及施工時應當做好截流以及排水措施;如果坡體上部位置可能存有匯水,則需做好防滲處理和收集排放措施。在雨季施工時應當加強路基臨時排水,以免雨水對邊坡造成侵蝕,造成肩部裂縫。一旦發現肩部出現裂縫病害,則應及時找出原因并采取針對性處治措施,以免雨水沿裂縫向土壤中滲入。就高填方路基段而言,應根據具體情況優化設計盲溝、邊溝、截水溝。
1.2.3 加強公路路堤坡面保護
路堤邊坡防護主要有三種形式,一是骨架護坡,二是直接植草防護,三是土工格室護坡。防護類型應根據路堤填筑高度和綠化要求合理選擇防護措施。一般而言,斜坡較為密集,雨水易對邊坡進行侵蝕,若排水系統設計不好,大量降雨易引發邊坡沉降或滑動。
以某公路為例,其坡度包括土質邊坡與石質坡兩種類型,坡度在65~72°之間,高度在15~18 m之間。斜坡結構部分土質松散,存在大孔隙發育且受風雨侵蝕嚴重,部分地段塌方嚴重,不利于行車安全。與路堤土質邊坡相同,滑坡是公路路塹邊坡主要病害之一。調查發現,施工時邊坡坡面存在裂縫且邊溝底部位置也有裂縫。公路運營時雨水經裂隙滲透,加之斜坡上水流沖刷嚴重,最終造成路塹邊坡出現下沉現象。除對土質邊坡采取圬工防護和排水措施外,還應對邊坡進行綜合整治,放緩邊坡坡度和處治邊坡病害。由于該公路巖質邊坡主要病害是邊坡風化、崩塌以及坍塌等,加之巖質邊坡地質構造以及巖石特性,如千枚巖、泥巖、泥質砂巖以及頁巖等,遇水易出現軟化現象,經風化后坡面容易出現鱗屑,甚至碎片塌陷。因長期風化影響和雨水侵蝕,巖石以及碎屑表面就會被帶走,導致邊坡出現變形。此外,不合理的施工導致邊坡坡度過大,弱結構漏出以后導致巖體支撐喪失;一旦外部因素對其產生影響,易導致邊坡崩塌。
對于該公路而言,針對路塹邊坡病害進行綜合整治,結合邊坡巖石結構以及地形地貌等,采取有效的處治措施,具體從以下幾個方面著手:第一,優化設計排水系統。路塹邊坡之外的水通過設置截水溝來進行堵截,截水溝尺寸通過區域內降雨概率流來確定,溝身及溝底材料采用混凝土。坡面上方位置的地表水,采用自然溝渠系統即可,將其有效地引出路塹邊坡。地下排水系統設計時,通過溝渠以及盲溝等進行排放。第二,支擋防護施工。就巖質路塹邊坡而言,主要采用的是護面墻封閉邊坡,擋土墻或抗滑樁等加固技術措施來有效加固邊坡。
基于上述常見的邊坡病害處治分析,筆者認為在公路路基邊坡病害防治過程中,還應加強排水防護處理,堅持疏、堵以及綠等排水處理原則。具體而言,就是對路面積水進行有效疏導,使其能夠快速排出路基。同時還要進行水流疏導,保持排水系統的完好性以及有效性,確保路面不出現積水,而且排水系統的水位不受其他自然因素的影響,使路堤結構安全穩定。路基邊坡防護過程中還應采用“堵漏”方法,對已損毀圬工砌體裂縫滲漏水進行封堵,降低路基邊溝水位,以免地下水位過高而滲入到路基內部,侵蝕路基,從而影響路基強度。路基邊坡的堵,實際上是對疏的一種補充措施,大水應當疏,而小水應當堵。對因結構、材料、沉降以及雨水和氣候等原因引起的收縮縫、裂縫、沉降縫以及沉陷損壞等,根據具體情況可采取瀝青麻絮、防水土工布、小石子砼以及砂漿等填補修復措施,確保不漏水以及不滲水。
路基邊坡處理過程中的“綠色”技術,實際上就是在路基邊坡上種植適當的低矮灌木植物,利用綠化植物根系進行固土護坡;同時,利用低矮植物的枝葉來有效減弱雨水對路基邊坡的沖刷,確保邊坡結構的穩定性。實踐中多采用種植灌木、植草和鋪草皮等方法,保護路基邊坡免受降雨或者地表徑流影響。植物防護措施應根據公路所在地區的氣候、土質和含水率等,選用一些容易成活和養護的植物。通過養護管理,確保其成活率;綠色植物覆蓋對路基邊坡地表徑流以及水土沖刷等有顯著的減緩作用,而且植被根系可與土層結合在一起,根系之間相互聯系,盤根錯節,從而使地表層中的土壤能夠形成牢固的穩定層,以免造成嚴重的沖刷、坍塌等病害。植草防護適用于穩定邊坡,對于沖刷比較輕微的路基邊坡而言,草籽應當撒布在營養土質坡面上,做好澆水以及養護管理工作。同時,還可進行鋪草皮防護,適用于多種類型的土質邊坡;規格視施具體情況而定,建議選用帶狀、塊狀草皮,可根據實際情況利用平鋪方格形草塊;從坡腳向上進行鋪釘,并且利用尖木樁固于路基邊坡之上。
總而言之,公路路基邊坡病害類型較多,而且邊坡類型呈現出多樣性,實踐中,應當立足實際,根據現場實際情況進行調查分析、類比,綜合考慮水文和地質條件,采取有針對性的措施來進行邊坡防護和病害處治,以確保路基結構的安全穩定性和公路運營安全。