淺談公路路基的防護(hù)和加固技術(shù)

佟景來，劉大勇，李春武

（吉林省高速公路管理局，吉林長春 130022）

0 引言

公路路基沉陷是指路基在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。路基的不均勻下陷，將造成局部路段破壞、影響交通。路基沉陷有以下兩種情況：一是路基本身的沉縮；二是由于路基下部天然地面承載能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷。不良地質(zhì)和水文條件造成的路基破壞。公路在不良地質(zhì)條件和較大自然災(zāi)害地區(qū)，均可能導(dǎo)致路基的破壞。路基邊坡的滑塌是最常見的病害之一，根據(jù)邊坡土質(zhì)類別、破壞原因和規(guī)模的不同，可分為由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成的溜方和一部分土體在重力作用下沿路堤的某一滑動(dòng)面滑動(dòng)而引起的滑坡兩種。

1 公路路基堤岸的防護(hù)和加固技術(shù)措施

（1）沿河、濱海路堤的防護(hù)與加固，可采用拋石、干砌或漿砌片（塊）石、石籠和設(shè)置導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物等方法。當(dāng)水流湍急且當(dāng)?shù)厝狈^大石料時(shí)，可制作框籠，內(nèi)部填石滾入水中，加固堤岸石籠的制作方法和規(guī)格，各地可根據(jù)實(shí)際情況確定。

（2）拋石可用于防護(hù)路基或河岸水下部分的邊坡和坡腳。拋石大致成梯形石垛，石料尺寸應(yīng)為30～50 cm，總厚度約為石塊尺寸的3～4倍，且不得小于2倍。拋石應(yīng)在低水位時(shí)進(jìn)行。漿砌片石護(hù)坡，可用于主流沖刷的路堤邊坡。砌石厚度應(yīng)為30～60 cm。石料應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。砌筑應(yīng)墊層平整、砂漿飽滿，避免產(chǎn)生空洞和蚯蚓縫等現(xiàn)象。

（3）干砌片石護(hù)坡，可用于水流方向較平順的河岸或一般路堤邊坡。護(hù)坡可分單層或雙層鋪砌，厚度不應(yīng)小于20 cm，邊坡不應(yīng)陡于1∶2。選用的石料應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。砌筑要墊層平整、嵌擠緊密、大面平順、上下錯(cuò)縫。

2 公路路基坡面的防護(hù)和加固技術(shù)措施

坡面防護(hù)應(yīng)根據(jù)路基土質(zhì)選用，可分為植物防護(hù)和坡面處置兩類，也可以混合使用。

2.1 植物防護(hù)

植物防護(hù)利用植物覆蓋層對(duì)路基邊坡坡面進(jìn)行防護(hù)和加固，這種防護(hù)是一種簡(jiǎn)易的防護(hù)措施。植物覆蓋層不僅可以起到防止水流、波浪、雨水、風(fēng)力、不良水文地質(zhì)和其他因素對(duì)路基造成的危害，還可以起到降低地面徑流的流速、調(diào)節(jié)邊坡坡面表層土的水溫、植物根系固結(jié)表層土壤、改善環(huán)境、保護(hù)生態(tài)平衡的作用。植物防護(hù)一般采用種草、鋪草皮和植灌木的形式，要按照防護(hù)的目的、當(dāng)?shù)氐臍夂蚝俊⑼临|(zhì)、施工季節(jié)等因素，選用容易成活、根系發(fā)達(dá)、生長快、葉莖低矮或有匍匐莖、便于養(yǎng)護(hù)的多年生草種。其中，種草防護(hù)適用于邊坡穩(wěn)定，坡面沖刷較輕微有利于草類生長的土質(zhì)路堤或路塹。對(duì)于不利于草類生長的土質(zhì)，要在坡面先鋪一層厚度不小于10 cm的種植土再栽植或播種。暴雨強(qiáng)度較大的地區(qū)，可在坡面上鋪設(shè)植生袋，將草種、肥料和土壤拌和均勻并裹于土工織物中。對(duì)經(jīng)常浸水或長期浸水的路堤邊坡，不利于草的生長，不應(yīng)采用種草防護(hù)措施。邊坡上已扎根的種草防護(hù)，可容許緩慢流水，流速為0.4～0.6 m/s的短時(shí)沖刷。在草種的選用方面，要選用適合于當(dāng)?shù)貧夂蚝吐返?、路塹土壤條件的多年生草種。草種在撒布之前，應(yīng)把坡面平整好，使坡面密實(shí)、濕潤。然后，把草種均勻地撒布在已經(jīng)清理好的土質(zhì)坡面上。同時(shí)，要做好保護(hù)措施，應(yīng)適時(shí)地進(jìn)行灑水、施肥，清除雜草等養(yǎng)護(hù)管理，直到草苗生長旺盛覆蓋坡面。當(dāng)路塹的邊坡較陡或較高時(shí)，可以通過試驗(yàn)采用草種和含肥料的有機(jī)質(zhì)泥漿混合，噴射在坡面上。

2.2 坡面處置

坡面處置適用于不適應(yīng)草木生長的路塹陡坡面或風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡。坡面處置一般采用抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土、勾縫、灌縫、石砌邊坡和坡面護(hù)墻等防護(hù)形式。坡面處置要求原邊坡穩(wěn)定，無潛水外露。在施工之前，應(yīng)將坡面上的雜質(zhì)、浮土、松動(dòng)的石塊和表層風(fēng)化破碎的巖體等清除干凈，當(dāng)有潛水露出時(shí)，應(yīng)作引水或截流處理。

2.3 工程防護(hù)

工程防護(hù)適用于不易于草木生長的巖石面上。一般采用框格、抹面、捶面和噴槳、坡面護(hù)墻、護(hù)坡等。框格防護(hù)用混凝土、漿砌片（塊）石等材料，在邊坡上形成骨架，提高邊坡表面粗糙度系數(shù)，減緩了水流速度。根據(jù)美觀需要，框格可做成各種造型。比如：六角形混凝土塊、漿砌片石拱形、漿切片石或預(yù)制塊作成的麥穗形等。由于在邊坡中鑲槽鑲進(jìn)，有一定的施工難度。抹面、捶面防護(hù)，當(dāng)路基較低時(shí)，采用抹面防護(hù)合理摻加草籽，既能起到防護(hù)作用又能起到綠化效果，可適當(dāng)嘗試噴射防護(hù)和噴射混凝土防護(hù)，適用于邊坡易風(fēng)化，裂隙和節(jié)理發(fā)育，坡面不完整的巖石邊坡。護(hù)面墻防護(hù)是為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較為破碎的挖方邊坡，以及坡面易受侵蝕的土質(zhì)邊坡，免受大氣影響而修的墻，稱為護(hù)面墻?？捎行У胤乐谷愄?，是最常用的一種防護(hù)形式。護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻等。

3 公路路基支擋工程的防護(hù)和加固技術(shù)措施

支擋構(gòu)造物用以防止路基變形或支擋路基本身，以保證路基穩(wěn)定性。常用的支擋構(gòu)造物主要有擋土墻、壘石、壟石、石垛等具有承重作用的構(gòu)造物。其中擋土墻是支擋防護(hù)的主要形式。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場(chǎng)合；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻受力比較合理，墻身圬工體積小，已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。

3.1 支擋工程

路基的支擋工程，主要指各類擋土墻。施工前，要做好場(chǎng)地臨時(shí)排水，土質(zhì)基坑要保持干燥。墻后填料應(yīng)適時(shí)分層回填壓實(shí)。漿砌或混凝土墻體，待水泥混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)方可回填。填料應(yīng)優(yōu)先選用砂礫或者砂性土，嚴(yán)禁用有機(jī)質(zhì)土、凍土、雜填土、過濕土。土質(zhì)必須均勻，含水量適中。墻趾部分的基坑，應(yīng)及時(shí)回填壓實(shí)，并做成向外傾斜的橫坡。填土過程中，要防止水的侵害。回填結(jié)束后，頂部應(yīng)及時(shí)封閉。

3.2 護(hù)坦及丁壩

護(hù)坦是在沿河路基的擋土墻、護(hù)坡的局部沖刷深度過大或深基礎(chǔ)施工不便的情況下，所采取的防護(hù)措施。護(hù)坦的頂面應(yīng)埋在計(jì)算河床面以下0.5～1.0 m，基底埋置的深度和寬度應(yīng)按照減沖計(jì)算來確定。護(hù)坦可用漿砌片石、干砌片石灌漿或拋石、石籠等沖刷防護(hù)方法來修筑，并且應(yīng)符合各種防護(hù)的有關(guān)設(shè)計(jì)要求。丁壩適用于寬淺變遷性河段，用以挑流或減低流速，減輕水流對(duì)河岸或路基的沖刷。丁壩長度應(yīng)根據(jù)防護(hù)長度、丁壩與水流方向的交角、河段地形、水文條件及河床地質(zhì)情況等確定，垂直于水流方向上的投影長度不宜超過穩(wěn)定河床寬度的1/4。用于路基防護(hù)的丁壩宜采用漫水壩或潛壩，丁壩與水流方向的交角以小于或等于90°為宜。當(dāng)設(shè)置群壩時(shí)，壩間距離不應(yīng)大于前壩的防護(hù)長度。丁壩間的河岸或路基邊坡所能承受的允許流速小于水流靠岸回流流速時(shí)，應(yīng)縮短壩距，或?qū)影都奥坊吰虏扇》雷o(hù)措施。丁壩的橫斷面形式和尺寸應(yīng)根據(jù)材料種類、河流的水文特性等確定，壩頂寬度根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算確定，丁壩可采用鐵絲石籠或相互鉸接的預(yù)制混凝土塊等柔性結(jié)構(gòu)物，也可以采用石砌或現(xiàn)澆混凝土等剛性結(jié)構(gòu)物。當(dāng)采用剛性結(jié)構(gòu)物時(shí)，壩頭基礎(chǔ)應(yīng)埋置于局部沖刷深度以下不小于1 m，否則應(yīng)進(jìn)行防沖刷處理。其中，剛性結(jié)構(gòu)物一般為梯形斷面形式，壩頂寬度根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算確定，漿砌結(jié)構(gòu)的壩頂寬度應(yīng)為0.5～1.0 m，其余類型的壩頂寬度為l～3 m。河床面以下的壩身可采用直墻式或較陡的邊坡坡度，河床面以上壩頭及迎水面邊坡應(yīng)采用較緩的邊坡，坡度為1∶2.0～1∶3.0，背水面邊坡可采用1∶0.5～1∶2.0。要加強(qiáng)壩根和岸坡的銜接，壩根和壩身的基礎(chǔ)深度不應(yīng)淺于沖刷線的深度。

3.3 順壩

順壩適用于河床斷面較窄、基礎(chǔ)地質(zhì)條件較差的河岸或沿河路基的防護(hù)，可用來調(diào)整水流的曲度和改善流動(dòng)狀態(tài)。在順壩與上、下游河岸銜接時(shí)，應(yīng)使水流順暢，順壩的起點(diǎn)應(yīng)選擇在水流勻順的過渡段，壩根的位置應(yīng)設(shè)在主流轉(zhuǎn)向點(diǎn)的上方。修筑順壩所采用的結(jié)構(gòu)，一般采用石砌結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)。順壩的橫斷面形式一般為梯形，壩頂?shù)膶挾葢?yīng)根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算來確定，迎水面邊坡坡度應(yīng)采用1∶1.5～1∶2.5，背水面邊坡坡度應(yīng)采用1∶1.0～1∶1.5。當(dāng)水流的速度較大、土質(zhì)又較松軟時(shí)，在迎水面應(yīng)設(shè)置護(hù)腳，或適當(dāng)放緩迎水面邊坡的坡度。順壩的壩根應(yīng)嵌入穩(wěn)定河岸內(nèi)不小于3～5 m。當(dāng)采用漫溢式順壩時(shí)，應(yīng)在壩后設(shè)置格壩。

4 結(jié)語

公路路路基的防護(hù)及加固對(duì)于公路建設(shè)有著十分重要的意義，因此在工程建設(shè)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的情況，因地制宜，從而合理的選擇防護(hù)類型及加固方法對(duì)路基進(jìn)行維護(hù)。

[1]謝光武.高速公路路基邊坡防護(hù)相關(guān)問題探討[J].中國西部科技，2010.