山區(qū)路基工程病害的原因分析及對(duì)策

陳雄賢

（海南省公路管理局白沙公路分局，海南 白沙 572800）

0 引言

山區(qū)公路路基病害直接影響公路的使用壽命，給車輛的正常運(yùn)行和公路的維修帶來諸多不便。路基的穩(wěn)定性對(duì)公路的安全至關(guān)重要。為提高山區(qū)公路的質(zhì)量和服務(wù)水平，進(jìn)行經(jīng)常性的保養(yǎng)和維修作業(yè)，積極探索公路路基病害的規(guī)律，做好事前預(yù)防及事后防治，提高山區(qū)公路抗病害的能力，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。

1 山區(qū)路基工程病害特點(diǎn)及類型

在一條公路中，如果一處或多處路基發(fā)生破壞，就會(huì)導(dǎo)致最大可通行交通量減少，運(yùn)輸能力下降，行車危險(xiǎn)性增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和交通中斷。海南省公路管理局白沙公路分局通過對(duì)山區(qū)多個(gè)公路路段破壞狀況調(diào)查和相關(guān)資料分析，路基工程病害可以分為以下三種主要類型：路基主體病害、山體滑坡斷道和支擋結(jié)構(gòu)病害。

1.1 路基主體病害

路基主體病害主要有兩種。

1.1.1 路基開裂

此類破壞一般發(fā)生在填挖交界處或原地面較陡段。這是因?yàn)樘罘铰坊驮孛娲嬖谝粋€(gè)不同剛度和壓實(shí)度的潛在滑裂面，在車輛荷載、強(qiáng)降雨、河流沖刷、地震力或其他不利因素作用下，土體沿這個(gè)潛在的破壞面開裂，路基表面出現(xiàn)許多大小不一的裂縫并向兩側(cè)發(fā)生或多或少側(cè)移，土體出現(xiàn)滑移開裂現(xiàn)象（見圖1）。

圖1 路基開裂之實(shí)景

1.1.2 路基垮塌和沉陷

此類病害主要發(fā)生在一側(cè)臨空的路基，如山腰線、臨河路基等，在強(qiáng)降雨、車輛荷載、河流沖刷等不利因素作用下使路基的穩(wěn)定性受到影響而發(fā)生路基整體沉陷垮塌（見圖2）[1]。

圖2 路基垮塌之實(shí)景

1.2 山體滑坡斷道

路基邊坡病害主要表現(xiàn)為碎落和山體滑坡斷道。碎落是邊坡上的松動(dòng)巖體在外力輕微擾動(dòng)下發(fā)生脫落的現(xiàn)象；山體滑坡斷道是邊坡上滑落下來的碎土（石）掩埋路基。邊坡碎落和滑坡斷道是山區(qū)公路邊坡病害的主要表現(xiàn)形式。邊坡病害主要破壞機(jī)理為：在強(qiáng)降雨等不利因素作用下，邊坡上巖土內(nèi)部的原有結(jié)構(gòu)面發(fā)生松弛、張裂，以致邊坡抗剪切能力下降，進(jìn)而形成邊坡巖土碎落病害，嚴(yán)重時(shí)變成滑坡斷道（見圖3）。

圖3 山體滑坡斷道之實(shí)景

1.3 支擋結(jié)構(gòu)破壞

支擋結(jié)構(gòu)是路基工程的重要組成部分，是防護(hù)路基穩(wěn)定的主要技術(shù)措施。支擋結(jié)構(gòu)的主要病害有：垮塌、開裂、錯(cuò)臺(tái)、沉降、轉(zhuǎn)動(dòng)等。破壞機(jī)理為：在不利作用力下，支擋結(jié)構(gòu)背后土體主動(dòng)土壓力增加，坡體穩(wěn)定性變差，坡腳應(yīng)力增大，邊坡垮塌物沖擊支擋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)損毀（見圖4）。

圖4 擋墻垮塌之實(shí)景

2 山區(qū)路基工程病害的修復(fù)治理對(duì)策

路基作為公路工程的基本結(jié)構(gòu)物，應(yīng)當(dāng)為路面提供一個(gè)耐久、穩(wěn)定且具有一定承載力的基礎(chǔ)。山區(qū)公路路基由于所處自然環(huán)境復(fù)雜，水文地質(zhì)條件比較差，更容易發(fā)生沉陷、滑移開裂、排水設(shè)施失效、土體松散等多種破壞，從而使其承載能力、穩(wěn)定性、耐久性降低，服務(wù)能力變差。因此，有必要對(duì)病害路基進(jìn)行修復(fù)加固，以滿足車輛通行的需要。

2.1 路基主體病害的修復(fù)治理

根據(jù)路基主體病害特點(diǎn)，對(duì)其修復(fù)治理，具體可以采用以下幾種措施。

2.1.1 注漿加固

注漿加固（壓力灌漿）是路基修復(fù)的重要手段之一。它利用鉆孔壓送的手段，通過注漿管把具有一定稠度的漿液注入到松散土層或巖石裂縫中，漿液將原來松散的土?；蛄严督Y(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”，從而使土體強(qiáng)度增加。

2.1.2 小直徑鋼管樁加固

小直徑鋼管樁是一種將小直徑樁與注漿技術(shù)聯(lián)合使用的方法。在開裂變形嚴(yán)重的高填路基段，可以利用地質(zhì)鉆機(jī)成孔快速形成小直徑鋼管樁，對(duì)路基進(jìn)行修復(fù)加固，同時(shí)輔以疏排地表水、地下水的工程措施。

2.1.3 便道繞避

對(duì)于路基垮塌、被埋等嚴(yán)重?fù)p毀，短時(shí)間內(nèi)難以修復(fù)或加固的路段，在條件許可的情況下，可以考慮開挖便道或填筑土體形成臨時(shí)路基供車輛行駛，以保證交通的通暢。對(duì)路基反挖，重新填筑夯實(shí)，必要時(shí)加鋪高強(qiáng)土工格柵，形成新路基。對(duì)于外側(cè)臨空或臨河路基的沉陷、開裂、滑塌的破壞，可采取圖5所示的兩種修復(fù)技術(shù)措施：圖5（a）是路基外側(cè)存在一定寬度的地基土，可采取開挖部分路肩后重新碾壓回填；圖5（b）是臨河路基，可采取設(shè)置抗沖刷的重力式擋土墻或樁基礎(chǔ)擋土墻進(jìn)行支擋。

圖5 路基病害處治示意圖

2.2 山體滑坡斷道處治

對(duì)于山體破壞掩埋路基的處治，歸根結(jié)底要做好路基上邊坡的處治工作，特別是對(duì)一些易滑坡路段應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)治理。處治措施應(yīng)根據(jù)邊坡類型、破壞特征，以及與路基的相對(duì)關(guān)系等進(jìn)行多方案比選。對(duì)于邊坡防護(hù)治理可以采用以下修復(fù)措施。

2.2.1 清方

對(duì)于路基上的堆積崩滑土體及上邊坡松動(dòng)基巖巖體可進(jìn)行清方。清方時(shí)，若上部滾落的大量碎石土、石塊需堆積在原公路上且不能保證施工和行車安全，可考慮在其外圍用安全網(wǎng)加以圍護(hù)，以防止?jié)L落的石塊飛濺擊傷過往行人及車輛。

2.2.2 支擋防護(hù)

對(duì)于不穩(wěn)定的邊坡巖土體，支擋防護(hù)是邊坡處治的基本措施，即：使用支擋防護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)不穩(wěn)定邊坡進(jìn)行處治是一種較為可靠、環(huán)保的手段。它的優(yōu)點(diǎn)是可以從根本上解決邊坡的穩(wěn)定性問題，對(duì)環(huán)境破壞小，且能達(dá)到根治的目的。當(dāng)路基上邊坡發(fā)生大面積滑塌，邊坡坡面仍堆積有大量的松散碎石或有危巖突露時(shí)，可考慮設(shè)置SNS柔性網(wǎng)進(jìn)行被動(dòng)或主動(dòng)防護(hù)[2]。

2.2.3 削坡減載

對(duì)于那些不良地質(zhì)發(fā)育或水文地質(zhì)條件不良的易失穩(wěn)高陡邊坡，可通過進(jìn)一步的工程措施進(jìn)行削坡。即：削掉一部分邊坡不穩(wěn)定巖土體，使得邊坡坡度放緩，耐久性提高。

2.2.4 防排水及邊坡防護(hù)

水文地質(zhì)不良是造成邊坡滑塌的一個(gè)主要因素，為此設(shè)置較為完善的排水設(shè)施可有效地防止易失穩(wěn)邊坡的滑塌。

2.3 支檔結(jié)構(gòu)病害處治

2.3.1 錨固法

錨固法是采用高強(qiáng)度鋼筋作錨桿，穿入預(yù)先鉆好的孔內(nèi)，用水泥砂漿將錨桿插入巖體的部分與巖體澆筑在一起，固定錨桿，待砂漿達(dá)到一定設(shè)計(jì)強(qiáng)度后對(duì)錨桿進(jìn)行張拉，然后固緊錨頭，從而達(dá)到分擔(dān)墻后土壓力的目的。

2.3.2 套墻與支撐墻加固法

2.3.2.1 套墻加固法

套墻加固法是在原擋土墻外側(cè)加厚墻身、加寬基礎(chǔ)。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要先挖除墻后一部分填土，以防止施工過程中，擋土墻在土壓力作用下發(fā)生滑塌。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)新舊基礎(chǔ)和墻身的結(jié)合。方法是先鑿毛舊墻身和舊基礎(chǔ)，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置鋼筋錨栓或錨桿，以增強(qiáng)新舊墻體的聯(lián)結(jié)，墻后回填土必須分層填筑并夯實(shí)。圖6為套墻加固法示意圖。

圖6 套墻加固法示意圖

圖7 支撐墻加固法示意圖

2.3.2.2 支撐墻加固法

該方法是每隔一定的間距，在擋墻外側(cè)增建支撐墻。具體應(yīng)通過計(jì)算確定支撐墻的基礎(chǔ)埋深、尺寸和間距。圖7為支撐墻加固法示意圖。

2.3.3 重砌處理

原擋土墻若損壞嚴(yán)重，采用以上加固方法都不能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，則可考慮將墻體損壞部分拆除重建。為防止不均勻沉降，新舊擋墻之間應(yīng)設(shè)置沉降縫，并應(yīng)注意新舊擋墻接頭處協(xié)調(diào)。

2.3.4 砌石或石籠處理

對(duì)滑動(dòng)、下沉破壞的擋墻，如地基處理工程復(fù)雜，為防止危及未損壞部分，可采用砌石或堆碼石籠的方法進(jìn)行加固。

3 山區(qū)公路路基病害的預(yù)防措施

3.1 重視地質(zhì)勘察，加強(qiáng)山區(qū)公路設(shè)計(jì)

地質(zhì)勘察工作的準(zhǔn)確合理性是決定設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在每一個(gè)設(shè)計(jì)階段中都起著重要的作用。地質(zhì)的勘查工作重點(diǎn)、深度在前期工作的各個(gè)階段各不相同，且后一階段的勘察工作是以前一階段的工作為基礎(chǔ)，因此應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作。在公路路基設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)嚴(yán)格按照勘察調(diào)查依據(jù)和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)外，當(dāng)在施工過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和路基設(shè)計(jì)不一樣時(shí)，應(yīng)進(jìn)行路基設(shè)計(jì)的變更修改，以避免路基病害的發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

在施工過程中，因高填方路堤處理、路塹技術(shù)處理和軟土路基處理不當(dāng)，是引起公路路基病害的主要原因。因此，在施工過程中，除應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝、施工工序和相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量外，還應(yīng)加強(qiáng)高填方路堤及路塹技術(shù)處理、軟土路基處理等易引起路基病害的地方。在路基填筑前，應(yīng)做好各種預(yù)防病害措施。在路基填筑前，應(yīng)徹底清除基底的雜草、草根、樹根，以及基底表面的雜物。對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的基底應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保路基的安全可靠。

3.3 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，積極防止病害，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理病害

為防止和減少公路路基病害的發(fā)生，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理公路路基病害，應(yīng)從以下幾點(diǎn)對(duì)公路進(jìn)行加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：（1）對(duì)公路路基病害常發(fā)路段和可能發(fā)生病害的路段，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查和觀察，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，找出病害原因，擬定解決或防治措施，使病害危害性降到最小。（2）對(duì)路基病害開始時(shí)現(xiàn)象不明顯，或病害較難發(fā)現(xiàn)等情況，在雨季應(yīng)加強(qiáng)對(duì)常發(fā)生病害路段的檢查工作；尤其應(yīng)加強(qiáng)新建公路(前兩、三年)的檢查和觀察工作。（3）經(jīng)常檢查路基的邊溝和截水溝等，發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)處理，保持排水良好。（4）加強(qiáng)路基的保護(hù)和及時(shí)維修，發(fā)現(xiàn)勾縫脫落、砌體松動(dòng)剝落等問題時(shí)，應(yīng)立即修理。（5）對(duì)碎落到路基上的土石要隨時(shí)清除，以免阻礙邊溝排水和妨礙交通[3]。

3.4 加強(qiáng)植物防護(hù)的措施

利用植被對(duì)路基邊坡的覆蓋作用、植物根系對(duì)路基土體的加固作用，保護(hù)路基邊坡免受降水與地表徑流的沖刷。采用植物防護(hù)，增加植被面積，減少地表徑流，可從根本上減少路基的水土流失，極大地降低地表水對(duì)路基的沖刷。枝葉繁茂的樹冠能夠截留一部分降水量，龐大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，還可穩(wěn)定地表土層。植被的根系能與土層密切地結(jié)合，根系與根系的盤根錯(cuò)節(jié)，使地表層土壤形成牢固的穩(wěn)定層，有效地增強(qiáng)了地表土的穩(wěn)定性，同時(shí)還能起到固定溝坡，阻擋沖刷和塌陷的作用。

3.5 提高相關(guān)人員的業(yè)務(wù)水平

公路建設(shè)涉及到多學(xué)科、多專業(yè)的配合協(xié)調(diào)，要求相關(guān)人員要具備廣泛的知識(shí)，相關(guān)人員應(yīng)不斷地學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)知識(shí)，提高自己的業(yè)務(wù)水平。同時(shí)，各有關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)員工的培訓(xùn)，讓他們盡快掌握相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝等。此外，還應(yīng)不斷地完善對(duì)員工的考核機(jī)制，使相關(guān)人員的作用得到充分發(fā)揮，提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識(shí)。

4 結(jié)語

山區(qū)公路路基病害發(fā)生后，將會(huì)對(duì)行人與車輛的通行造成較大的安全隱患，影響公路建設(shè)施工的安全進(jìn)行，甚至阻斷交通。因此，需要對(duì)山區(qū)公路路基病害防治引起高度的重視，采取科學(xué)有效的措施對(duì)路基病害進(jìn)行預(yù)防和治理，從而有效地消除病害，盡快恢復(fù)交通。

參考文獻(xiàn)：

[1]李紅喜，杜娟.淺論公路路基病害的成因及處治措施[J].科技風(fēng)，2010，(16)：32.

[2]謝松明.山區(qū)公路路基病害及對(duì)策[J].交通世界(運(yùn)輸.車輛)，2011，(8)：45-46.

[3]關(guān)鳳林，王建洪.山區(qū)公路路基病害及其防治對(duì)策探析[J].科技傳播，2011，(12)：78.