公路路基邊坡破壞形式及防護措施探析

童 心

（四川興蜀公路建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司，四川 成都 610041）

1 路基邊坡破壞概述

路基邊坡破壞在公路工程表現(xiàn)為邊坡的坡腳以及坡面沖刷。坡面遭受沖刷，主要來自大氣降水對邊坡的坡面直接沖刷與坡面徑流的沖刷，進而使路基邊坡沿著坡面流水方向形成沖溝，沖溝在水流的不斷影響下會不斷發(fā)展，最終使得邊坡被破壞。邊坡被破壞之后，會出現(xiàn)路面塌陷的問題，影響行車安全。路堤在河灘滯洪區(qū)內(nèi)或者沿著河岸修建時，會受到洪水影響，容易沖毀路堤坡腳，破壞邊坡。路基邊坡與路基填充材料以及路基的壓實度、路基的高度等關(guān)系密切。一般而言，砂性土邊坡材料較之黏性土更容易因為沖刷受到破壞；高邊坡較低邊坡更容易出現(xiàn)邊坡破壞的現(xiàn)象；壓實度越高，越耐沖刷。

沖刷破壞的問題一般在平緩?fù)临|(zhì)邊坡上比較發(fā)生，比如砂性土、黃土、亞黏性土等類型的邊坡。降水以及風(fēng)化條件下，沿著坡面徑流方向，會形成較多水沖成的溝渠。同時因為冬季積雪現(xiàn)象常見，導(dǎo)致坡腳較為濕軟，路基的強度也會隨之下降，上部土體在沒有支撐的情況下，會發(fā)生塌陷現(xiàn)象。公路投運時，汽車行駛過程帶起的雨雪水，對于坡腳也會有沖刷作用。

2 路基邊坡破壞形式

2.1 滑動型

在路基挖方路段，尤其是在深挖的石質(zhì)地段，因巖層的外力作用，會使路基受到剪力作用，沿著巖層軟石會發(fā)生順層的滑動，進而導(dǎo)致坍塌問題發(fā)生。若是施工使用爆破開挖的方式，則會對原巖體穩(wěn)定性造成破壞，在基巖上會存在巖屑層以及巖石堆等松散的堆積物，這些堆積物會沿著巖層理面或者斷面層、節(jié)理面出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。

2.2 落石型

受到巖層斷面及層里、節(jié)理等影響，發(fā)生裂隙發(fā)育，被大小不同的裂面分離成軟弱短塊。裂隙張開程度，肉眼是難以察覺的，日常進行養(yǎng)護的過程中也較難發(fā)覺，從而出現(xiàn)滲水、凍融問題，導(dǎo)致巖石持續(xù)發(fā)生細微移動，裂縫也因此加大。夏季時，因為雨水會經(jīng)常性地填充在裂縫中，進而有側(cè)向的進水壓力，最終導(dǎo)致坍塌出現(xiàn)。一般在裂隙發(fā)育下的巖體或者硬巖下的軟弱層，更容易出現(xiàn)落石坍塌。落石坍塌會對行車安全形成威脅，需要嚴格進行控制。公路養(yǎng)護工作展開的過程中需要加強巡視工作，盡早發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)前進行控制。

2.3 流動型

流動型坍塌主要是因為頁巖、巖屑、土砂等松散沉積土，因為降水導(dǎo)致被沖刷，進而出現(xiàn)流動，最終發(fā)生坍塌。雨季出現(xiàn)的坍塌情況多為此種，在公路養(yǎng)護工作展開時，這一坍塌問題容易被發(fā)現(xiàn)，需要及時進行預(yù)防。

3 路基邊坡防護措施

路基邊坡防護主要是坡面防護，旨在避免邊坡表面不受風(fēng)力、氣溫、日照、水體的破壞，以此使得邊坡穩(wěn)固性得到保障。我國公路建設(shè)及養(yǎng)護中，對于坡面防護是極為重視的，主要包含有工程及植物兩種防護措施。在路基土石方施工過程或者完成施工后，需要對路基邊坡展開防護。邊坡防護施工必須保證時機恰當，且能夠為邊坡風(fēng)沙、氣溫、雨水等破壞進行預(yù)防，保證坡面的穩(wěn)定。

3.1 植物防護

植物防護一般是對坡面進行草皮鋪設(shè)，或者進行灌木或草類種植，利用植被將邊坡覆蓋住，植物根系能夠?qū)吰逻M行加固，以此來對路基邊坡進行保護，能夠避免邊坡受到地表徑流、大氣降水沖刷影響。植物防護中植物是最為關(guān)鍵的，因此要根據(jù)工程實際含水量和水質(zhì)、氣候等條件，選擇合適的植物，既易于成活，且能夠便于進行養(yǎng)護，同時成本相對較低。植物在覆蓋地表的情況下，徑流以及降水沖刷作用會得到減緩，同時植被的根系和土層能夠緊密地聯(lián)系在一起，這能夠為地表層的土壤提供穩(wěn)固作用，以此使土層得到穩(wěn)定，抵御土層發(fā)生坍塌以及被沖刷的情況。另外，植物防護能夠使得環(huán)境得到美化，不僅在視覺效果上較為良好，而且汽車排放污染也能夠得到有效治理。鋪設(shè)草皮進行防護，于土質(zhì)邊坡中應(yīng)用更為適合，草皮厚度最好能夠保證為10cm 左右。至于規(guī)格上的大小要根據(jù)施工情況進行確認，最好能夠選擇塊狀或者帶狀的草皮。根據(jù)具體情況選用平鋪以及疊鋪、方格等形式，坡腳向上進行鋪釘，使用尖木或者尖竹在邊坡上加固。種草進行邊坡防護則更為適于邊坡較為穩(wěn)定、同時坡面沖刷的情況不嚴重的路基邊坡上，種植中，草籽要均勻地撒布在完成清理的土質(zhì)邊坡上，保證養(yǎng)護工作全面、有效。路塹較為陡峭的情況或者路塹相對較高的情況下，可以在完成實驗的情況下，將肥料、草籽、有機泥漿混合在一起，同時噴射至坡面位置。灌木或者樹木的防護方式更適合在土邊坡栽植中應(yīng)用，種植中要注意到施工季節(jié)，同時樹種要易成活、耐寒及耐旱。不過在相關(guān)規(guī)定中明確，一級公路和高速公路的邊坡不能進行喬木種植。

3.2 工程防護

工程防護主要在草木無法或者難以成長的巖石邊坡表層應(yīng)用，一般防護形式有框格、噴漿、錘面、護坡、護墻等，主旨是為了在邊坡上形成地形阻礙，使邊坡表面粗糙系數(shù)提升、水流速度下降?？蚋竦脑煨途哂卸鄻有?，比如六角混凝土塊、漿砌片石、漿砌片石拱形等?？蚋裨诼坊吰绿峁┓雷o的過程中，對于路容亦有美化作用。不過因為邊坡鑲槽的過程中，鑲進的施工難度較大，所以框格這一方式目前僅有互通式立交、景點周圍使用?？蚋袷┕ぶ埃枰獙ζ旅嬷系碾s物進行清除，比如雜質(zhì)、松動石塊等。錘面及抹面防護，因為使用壽命相對較短，公路邊坡防護中使用相對較少。在路基相對較為低時，可以選擇抹面的防護形式，同時摻雜草籽，除了能夠有防護效果，還有綠化效果。噴射混凝土防護則在邊坡風(fēng)化現(xiàn)象普遍的地區(qū)使用，對于巖石裂隙發(fā)育及坡面完整性差的邊坡也較為適用，主要原理是將巖石的縫隙進行封閉，一方面阻止坡面及降水侵入其中，以此對裂隙側(cè)向水壓進行抵御，預(yù)防邊坡風(fēng)化現(xiàn)象，進而避免邊坡坍塌情況出現(xiàn)。另一方面，為了預(yù)防水泥混凝土出現(xiàn)硬化收縮的情況，或者發(fā)生裂隙、剝落現(xiàn)象，進行混凝土的噴射施工之前，要選用高強度土工格柵或者菱形金屬網(wǎng)，通過錨桿在邊坡上固定。護面墻防護則是保障容易被侵蝕或者較為破碎的土質(zhì)邊坡，這能夠使得大氣影響降至最低，同時對降水、沖刷的問題也能夠進行預(yù)防，在防護工程中是使用最多的一種形式。護面墻除自身重量之外的荷載一概不負擔，形制上具有孔窗式、實體式、拱式等。

4 路基邊坡防護工程實例

4.1 工程概況

擬建路段原為縣鄉(xiāng)道路，按等外級公路標準建設(shè)，釆用碎石路面，路基寬3～4m。道路技術(shù)標準低、平縱線性差、無超高加寬，路基寬度窄，路面結(jié)構(gòu)強度低，交通安全設(shè)施匱乏，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，斷道情況時有發(fā)生。擬變更段落長約1km，原施工圖設(shè)計采用三級公路標準，設(shè)計速度30km/h，路基寬度7.5m。段內(nèi)最小平曲線半徑75m，最大縱坡7.7%，最小豎曲線半徑：凸形R=900m，凹形R=1300m。根據(jù)地形情況，原設(shè)計在該段落路線右側(cè)設(shè)置了較多的擋防措施，其中K15+370～K15+507、K15+561～K15+585、K15+671～K15+702、K15+734～K15+760、K15+816～K15+882、K15+888～K16+270、K16+318～K16+375為衡重式路肩墻，長度665m；K15+760-05，816 為樁板墻，高25m，樁徑2m，長度56m，路線左側(cè)主要為挖方，中心最大挖高6.7m，最高挖方邊坡22m，挖方共3.3 萬m3。

4.2 變更原因

根據(jù)四川興蜀公路發(fā)展有限責(zé)任公司中的相關(guān)要求，K15+397.952～K16+300 沿線路段相對較為陡峭，邊坡的巖質(zhì)破碎，風(fēng)化作用強，地震發(fā)生頻繁，在整體公路工程建設(shè)中條件最為復(fù)雜、工程施工難度最大。在完成勘察設(shè)計之后，該段多處下邊坡發(fā)生危巖崩塌的情況，下邊坡缺口較多，垂直落差大，導(dǎo)致部分原設(shè)計中的路肩墻、樁板墻無法施行操作，為了本次項目的順利展開，需要進行改路斷路線調(diào)整。

4.3 工程變更原則及技術(shù)標準

原則上通過對局部路段的限速，使得平縱技術(shù)指標降低，以此來提升工程可靠性及減小工程規(guī)模，同時調(diào)線后道路不能夠出現(xiàn)報廢工程；對已有道路外側(cè)的缺口進行控制，內(nèi)側(cè)則盡量減小邊坡開挖高度。本次工程經(jīng)過討論，降低部分技術(shù)指標，按照20km/h 設(shè)計速度對平縱面線型進行控制，加強交通安全措施，增設(shè)標識、防撞護欄等，同時考慮到地質(zhì)及地貌條件，項目技術(shù)標準如表1 所示。

表1 變更技術(shù)標準

4.4 工程變更方案

方案一：將路線向上邊坡方向調(diào)整，加大上邊坡開挖量，減少下邊坡?lián)醴澜Y(jié)構(gòu)。填方地段利用開挖路基挖方巖土進行填筑，邊坡坡比為1∶1.5，挖方邊坡坡度采用1∶0.3，邊坡高度每間隔8～10m 進行一個碎落平臺的設(shè)置，平臺寬度為1.0m。坡面則根據(jù)巖石的破碎程度、巖性等情況，選用錨桿框架梁及主動防護網(wǎng)進行治理；下邊坡采用混凝土擋墻進行邊坡支擋。

方案二：適當調(diào)整路線，采用上下邊坡防護措施相結(jié)合方式處置，填方地段利用開挖路基挖方巖土進行填筑，邊坡坡比為1∶1.5，挖方邊坡坡度采用1∶0.3，邊坡高度每間隔8～10m 進行一個碎落平臺的設(shè)置，平臺寬度為1.0m。坡面則根據(jù)巖石的破碎程度、巖性等情況，選用錨桿框架梁及主動防護網(wǎng)進行治理；下邊坡采用錨桿混凝土擋墻進行邊坡支擋。在進行方案的實施過程中，要對原地面線進行測量，同時關(guān)注到氣象預(yù)報，掌握雨訊狀況。進行邊坡施工時，要分級開挖，以機械開挖為主，人工施工作為輔助，禁止使用爆破開挖方式。路基防護施工要與路基土方施工同時進行，以此在雨季之前做好路基排水，保障路基及路面層強度。

后經(jīng)現(xiàn)場實際開挖上邊坡，查勘邊坡穩(wěn)定性狀況等情況，綜合考慮決定按照方案二實施，目前現(xiàn)場已實施完成，就現(xiàn)狀來看，處置方案合理可行。

5 結(jié)束語

公路路基邊坡被破壞之后，會出現(xiàn)路面塌陷的問題，這對于行車的安全有著負面影響?；谶@一狀況，文章對公路路基邊坡破壞的成因及形式、防護措施進行了探討，并依據(jù)變更項目實例對公路路基邊坡施工進行了闡述，以期能夠為現(xiàn)代公路路基邊坡控制提供思路。