公路工程建設(shè)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(shè)呈現(xiàn)的巖土工程問題主要有地基穩(wěn)定問題、邊坡穩(wěn)定問題、等。這些問題對工程的影響體現(xiàn)在變形和強度兩個方面。基于巖土問題產(chǎn)生的條件，提出了在工程實踐中應(yīng)注重的內(nèi)容及研究方向。

關(guān)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(shè)中：近年來，隨著高速公路的發(fā)展，公路工程建設(shè)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(shè)投資大小和工程成敗的關(guān)鍵因素。隨著高速公路的發(fā)展。公路建設(shè)中的巖土工程得到了重視和發(fā)展，巖土工程在公路建設(shè)中發(fā)揮了巨大的作用。取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。即使如此，由于工程性質(zhì)的限制。公路工程建設(shè)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(shè)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(wěn)定問題

地基穩(wěn)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(fā)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(fā)生過量沉降，使建筑物失去預(yù)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(guān)鍵軟土地區(qū)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(yīng)該按沉降控制標準設(shè)計。這樣既可保證道路安全又可節(jié)省工程投資。但按沉降控制設(shè)計不是可以不管地基承載力是否滿足要求，按沉降控制設(shè)計本已包含對承載力是否滿足要求進行驗算。解決路基穩(wěn)定問題的技術(shù)方案是采取必要的路基處理措施。對路基穩(wěn)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(yōu)先考慮發(fā)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(jù)。②地基處理技術(shù)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(shù)情況下難以滿足工程要求，因此各種地基處理技術(shù)不斷得到發(fā)展和完善，針對置換、強夯、擠密、預(yù)壓固結(jié)注漿膠結(jié)等各種方法的新工藝在不斷產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)路堤對強度、變形和滲透等技術(shù)參數(shù)的要求，對于處理后的地基預(yù)測評價。是選擇適宜的處理方法和確定有關(guān)設(shè)計指標的關(guān)鍵。

二、邊坡穩(wěn)定問題

公路穿越山嶺區(qū)，都存在著天然邊坡和人工邊坡穩(wěn)定性問題。該類問題屬于巖土體在以重力為主作用下的穩(wěn)定性問題。若采用支擋結(jié)構(gòu)，則結(jié)構(gòu)要承受來自巖土體的荷載。一般來說，邊坡具有維持自身穩(wěn)定性的潛在能力。大部分天然邊坡在其演變中已經(jīng)適應(yīng)了各種自然營力的作用而處于穩(wěn)定狀態(tài)，人工邊坡可通過與自然邊坡的類比或通過穩(wěn)定性分析，設(shè)計合理的坡形使其達到穩(wěn)定性要求。然而在人類工程活動中，邊坡穩(wěn)定性問題依然突出，這一方面是由于自然動力或工程建設(shè)改變了自然邊坡狀態(tài)，另一方面，由于場地條件的限制或經(jīng)濟等原因。人工邊坡的坡形不能僅根據(jù)其穩(wěn)定性而設(shè)計。對于位于建筑密集的城市中的工程，大部分需設(shè)計深基坑邊坡。由于基坑內(nèi)部受基礎(chǔ)的限制及外圍受周圍建筑物的限制，按穩(wěn)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(wěn)定的邊坡則要評價采取支擋結(jié)構(gòu)后的穩(wěn)定性。類工程活動中，邊坡穩(wěn)定性問題依然突出，這一方面是由于自然動力或工程建設(shè)改變了自然邊坡狀態(tài)，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(tài)；另一方面，由于場地條件的限制或經(jīng)濟等原因。人工邊坡的坡形不能僅根據(jù)其穩(wěn)定性而設(shè)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(shè)計方案。對于位于建筑密集的城市中的工程。大部分需設(shè)計深基坑邊坡。由于基坑內(nèi)部受基礎(chǔ)的限制及外圍受周圍建筑物的限制，按穩(wěn)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(wěn)定的邊坡則要評價采取支擋結(jié)構(gòu)后的穩(wěn)定性。

三、公路建設(shè)對巖土工程的需求

盡管我國公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展十分迅速，但其總量仍不能滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求，公路交通運輸仍然是許多地區(qū)經(jīng)濟與社會發(fā)展的瓶頸。從目前的建設(shè)速度和建設(shè)規(guī)模看。至少在今后10年內(nèi)我國公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，仍將處于快速發(fā)展期。任何基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，都離不開巖土工程。切實解決公路建設(shè)中遇到的巖土工程問題。是確保工程建設(shè)順利完成的關(guān)鍵。概括來講，公路建設(shè)對巖土工程的需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)特殊土與特殊環(huán)境條件巖土工程技術(shù)。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(huán)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(zhì)條件復(fù)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(shè)面臨的突出問題之一。如何解決特殊土地區(qū)和特殊環(huán)境條件下巖土工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性構(gòu)建完善的設(shè)計與施工技術(shù)。是公路巖土工程的長期任務(wù)。

(2)地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)。巖土工程結(jié)構(gòu)安全是交通運輸安全的重要組成部分。我國山區(qū)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(zhì)和環(huán)境條件十分復(fù)雜。巖土工程結(jié)構(gòu)長期安全問題十分突出。

(3)環(huán)境巖土工程技術(shù)。實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)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(zhì)條件，不可避免會帶來一些環(huán)境問題。如何在大規(guī)模公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，保護生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通的關(guān)鍵，這給巖土工程提出了新的要求。環(huán)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(jié)構(gòu)的健康診斷、養(yǎng)護管理等方面的研究非常薄弱。將環(huán)境和巖土工程相結(jié)合，進行有機考慮的公路環(huán)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(fā)展方向。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國高速公路進入了建設(shè)與養(yǎng)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(xiàn)狀來看，更要加強公路巖土工程研究。