公路路基邊坡病害的防護(hù)與治理
2015-07-29
前言
路基邊坡的滑塌是最常見的路基病害之一，根據(jù)邊坡土質(zhì)類別、破壞原因和規(guī)模不同，主要破壞形式為溜方、滑坡、剝落和碎落崩塌四種。溜方是由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動所形成，即邊坡上薄的表層土下溜，通常是由于降水、降雨等流動水沖刷邊坡或施工不當(dāng)而引起的?；率侵敢徊糠滞馏w在重力作用下沿邊坡的某一滑動面滑動，主要是因土體的穩(wěn)定性不足引起的。路堤邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡坡度過陡或坡腳被挖空，或填土層次安排不合適等；路塹邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡高度和坡度與天然巖土層次的性質(zhì)不相適應(yīng)。剝落和碎落是指邊坡風(fēng)化巖層表面，在各種外界環(huán)境的影響下使表層巖石從坡而上剝落下來的破壞形式。崩塌通常是指較大的石塊脫離邊坡表面沿坡而滾落下來。
一、影響邊坡穩(wěn)定性的因素及破壞形式
通常情況下，工程施工地區(qū)的地質(zhì)水文條件、氣候因素、地貌因素以及風(fēng)化作用都對邊坡的穩(wěn)定性造成一定程度的影響。隨著社會發(fā)展速度的進(jìn)一步加快，邊坡穩(wěn)定性受到工程活動的影響也逐漸加劇。路基邊坡穩(wěn)定性破壞的形式一般有以下幾種形式：
1滑坡。當(dāng)雨水沖刷或振動等因素對邊坡上的土體或巖體造成影響，通過重力作用，沿滑動條件而產(chǎn)生剪切破壞的現(xiàn)象，則被稱之為滑坡。
2碎落。在大氣溫度改變的作用下，路塹邊坡的上層或巖石表面會有脹縮現(xiàn)象發(fā)生，促使從坡面上巖石或土壤有剝落的風(fēng)化現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)老的碎落物掉落之后，則會有不斷產(chǎn)生的新碎落物出現(xiàn)，也就是碎落病害。
3滑坍和崩塌?；饕侵嘎坊吰碌纳喜炕驇r石出現(xiàn)整體下滑的現(xiàn)象，與碎落現(xiàn)象相比，該形式規(guī)模較嚴(yán)重。坍塌是在重力作用下，整塊巖石出現(xiàn)崩落及傾倒現(xiàn)象，最終在邊坡底部得到沉積。
二、公路路基邊坡穩(wěn)定性的控制措施
（一）設(shè)計(jì)階段
設(shè)計(jì)階段應(yīng)遵循“綜合設(shè)計(jì)、就地取材、以防為主，確保施工”基本原則，路基坡面防護(hù)應(yīng)在穩(wěn)定的邊坡上設(shè)置，防護(hù)類型的選擇應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡高度、環(huán)境條件、施工條件和工期等因素的影響，對于路基穩(wěn)定性不足和存在不良地質(zhì)因素的路段，應(yīng)注意路基邊坡防護(hù)與支擋加固的綜合設(shè)計(jì)。
路基防護(hù)類型主要分邊坡坡面防護(hù)和邊坡沖刷防護(hù)兩種類型。目前，山區(qū)公路常見的型式主要有噴播植草、拱形骨架、掛網(wǎng)植爬壁藤、窗孔護(hù)面、擋土墻等多種防護(hù)型式。這幾種防護(hù)型式適用條件各不相同。山區(qū)低等級公路（二級及二級以下公路）常常出現(xiàn)路基邊坡垮塌、碎落等問題，與部分設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)有一定關(guān)系。如受建設(shè)資金因素制約（山區(qū)道路投資有限），整個項(xiàng)目投資不足，為減少工程造價(jià)，設(shè)計(jì)單位取消或減少部分合理的防護(hù)工程數(shù)量；設(shè)計(jì)單位調(diào)查邊坡地質(zhì)水文條件不仔細(xì)，須鉆孔探明地質(zhì)的路段未鉆孔或鉆孔數(shù)量達(dá)不到要求，地勘資料無法滿足基本要求，施工階段有沒有根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件對方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；或設(shè)計(jì)不夠全面，僅根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，未充分考慮水文、施工條件等因素，增加了后期施工難度。應(yīng)重視設(shè)計(jì)階段對路基防護(hù)的重要性，設(shè)計(jì)階段要深入研究，根據(jù)地質(zhì)、水文條件及當(dāng)?shù)夭牧系惹闆r，因地制宜就地取材，選擇合適的防護(hù)類型或采取綜合措施，以保證路基穩(wěn)定。
（二）施工階段
施工階段，是設(shè)計(jì)文件的實(shí)施階段，其質(zhì)量好壞直接影響路基邊坡的穩(wěn)定性和耐久性。在這個階段應(yīng)加強(qiáng)管理，從人、材料、過程幾方面加強(qiáng)控制，切實(shí)提高施工質(zhì)量。
1對于施工人員的控制
路基邊坡防護(hù)主要是通過人員進(jìn)行操作的，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。所以，工程質(zhì)量直接受施工人員自身素質(zhì)、施工水平以及質(zhì)量意識的因素影響。這就要求施工單位健全質(zhì)量保證體系，完善管理制度，進(jìn)一步提高施工人員的責(zé)任意識和質(zhì)量意識，調(diào)動施工人員自身的主觀能動性，有效保證施工質(zhì)量。對于關(guān)鍵崗位的人員（專業(yè)質(zhì)量檢查員、測量員、材料員、和施工員以及試驗(yàn)員等）應(yīng)進(jìn)行上崗培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后才可上崗工作，對人員的事前控制進(jìn)行落實(shí)。在施工過程中，對施工管理人員及作業(yè)人員的現(xiàn)場施工管理及施工狀況進(jìn)行隨時檢查，若施工現(xiàn)場中出現(xiàn)存在較差的管理能力及責(zé)任心的人員應(yīng)及時的進(jìn)行撤換，選擇會技術(shù)懂管理的施工人員實(shí)施工程操作，不斷對施工人員的自身素質(zhì)及管理水平進(jìn)行提升，通過有效控制施工人員的自身素質(zhì)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)施工人員工作質(zhì)量的提升，從保障工程質(zhì)量。
2對于施工材料的控制
作為工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，原材料質(zhì)量的好壞直接影響整個工程的質(zhì)量等級、外部造型、結(jié)構(gòu)安全以及建成后的使用功能。通常情況下，使用低劣的工程材料造成質(zhì)量事故時，要想進(jìn)行彌補(bǔ)及修復(fù)會存在較大難度，造成工期的拖延和人力的浪費(fèi)。因此，在施工過程中，應(yīng)對工程施工原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，嚴(yán)格執(zhí)行施工材料入場報(bào)驗(yàn)審批制度，盡可能有效避免該類質(zhì)量事故的發(fā)生。在施工中，應(yīng)盡量選用較大石料儲量的采石廠以及供應(yīng)充足且質(zhì)量均勻的砂廠內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)用：
2.1確保使用檢測合格的原材料，條件允許的情況下，可適當(dāng)提高其質(zhì)量要求，使施工質(zhì)量留有富余。根據(jù)施工工藝、場地要求等選擇規(guī)格適宜的塊石、片石等原材料，減少施工難度。
2.2水泥入場時，應(yīng)對其級別、袋裝質(zhì)量、品種、包裝以及出廠日期批號實(shí)施按批次驗(yàn)收。將所有入場水泥的出廠檢驗(yàn)報(bào)告及產(chǎn)品合格證書進(jìn)行檢查，運(yùn)用相同廠家、品種、批號、強(qiáng)度以及出廠日期的水泥作為試驗(yàn)，對其強(qiáng)度、安定性及凝結(jié)時間進(jìn)行判斷，確保水泥質(zhì)量能夠與相關(guān)規(guī)范要求相符。
2.3砌體中所使用的砂應(yīng)采用較強(qiáng)堅(jiān)固耐久性且粒徑在小于 5mm的天然中砂，避免含泥量超過5%。中砂的運(yùn)用能夠應(yīng)砂漿的和易性得到改善，促使水泥用量得到有效的保證。在施工現(xiàn)場根據(jù)相同品種、場地以及規(guī)格對入場的砂進(jìn)行抽檢，促使器細(xì)度模數(shù)以及顆粒級配得到掌握。
3施工過程中的控制
3.1砌筑基礎(chǔ)之前，應(yīng)先清除基底表面存在的風(fēng)化及松軟土石，當(dāng)通過檢查基坑達(dá)到合格要求后，應(yīng)立即對一層砂漿進(jìn)行鋪滿，并實(shí)施坐漿砌筑。對于第一批選用的石塊應(yīng)較為方正，確保大面朝下，平穩(wěn)放置。在砌筑第二批石塊時應(yīng)和第一批保持上下錯縫互相連接。將砌體的走板達(dá)到平順整齊效果且緊貼坑壁。當(dāng)砌筑完基礎(chǔ)之后應(yīng)及時回填，回填采取逐層填土逐層夯實(shí)的方式，切實(shí)保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.2禁止在找平處理中用碎石塊進(jìn)行填充后并塞砂漿，或出現(xiàn)只填充砂漿、只填碎石塊的現(xiàn)象，避免砌石出現(xiàn)空架空、石塊各不搭接的效果，從而出現(xiàn)夾心墻，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致大小不一的“鼠洞”產(chǎn)生，降低砌體的強(qiáng)度。填筑砌法的實(shí)施應(yīng)按照大小不同的空隙對砂漿進(jìn)行鋪墊，運(yùn)用合適的石片在空隙中進(jìn)行擠入，對于過大的空隙應(yīng)運(yùn)用兩塊片石進(jìn)行填筑密實(shí)，避免石塊之間相互碰撞，從而有效提升砌體的強(qiáng)度。
3.3選用的砌體應(yīng)處于平順整齊狀態(tài)，表面砂漿飽滿，且有整齊的砌縫。砌體在砌筑的過程中應(yīng)對深度為兩厘米的凹縫進(jìn)行留出，確保寬度與錯縫之間的距離都能與施工要求相符，避免存在裂縫和脫落現(xiàn)象。當(dāng)砌筑結(jié)束之后，應(yīng)及時進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，避免有開裂脫落現(xiàn)象發(fā)生，通過及時運(yùn)用覆蓋養(yǎng)護(hù)及灑水養(yǎng)護(hù)的方式，使砌體始終處于濕潤狀態(tài)，通常在常溫條件下，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)超過 7 天。
三、常見路基邊坡防護(hù)型式
1、植草防護(hù)。
植物防護(hù)是在邊坡上種植草或植樹，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固結(jié)邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡的作用。植物防護(hù)不僅可以美化公路環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕溫，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用，而且又比較簡單、經(jīng)濟(jì)。
植草防護(hù)應(yīng)因地制宜選擇根系發(fā)達(dá)、莖矮葉茂耐旱草種，嚴(yán)禁采用生長在泥沼地的草皮。
2、干砌片石護(hù)坡
干砌片石適用于保護(hù)邊坡免受大氣降水和地面徑流的侵害，以及保護(hù)浸水路堤邊坡免受水流沖刷。對嚴(yán)重潮濕或有凍害的路段、長期承受主動土壓力地段一般不宜采用干砌片石防護(hù)，可用于下邊坡中的土質(zhì)邊坡防護(hù)，適用于坡度緩于1：1.5的土（石）質(zhì)路塹邊坡。
3、漿砌片石護(hù)坡
漿砌片石設(shè)置在浸水路堤及可能發(fā)生坡面被沖刷的緩于1:1的易風(fēng)化巖石和土質(zhì)邊坡。當(dāng)水流速度較大時（如4-5m/s），波浪作用較強(qiáng)，以及河流可能有流木及其他撞擊物等沖擊作用時，宜采用漿砌片石防護(hù)，必要時可與浸水擋墻或護(hù)面墻同時設(shè)置。漿砌片石護(hù)坡優(yōu)點(diǎn)是耐久性較好，適宜防護(hù)不同控制邊坡中的巖土層和不同位置的邊坡，且造價(jià)適中，故適用于上下邊坡中的一般坡面。
5、拱式、網(wǎng)格防護(hù)。
這種防護(hù)方式克服了魚鱗狀砌石防護(hù)排水抗沖刷能力弱和污工量大的特點(diǎn)，最大限度地綠化坡面，外觀較好，在高填方、長直線的護(hù)坡段，能達(dá)到美化、綠化的雙重效果，是近年來公路防護(hù)常用的方法之一。缺點(diǎn)是施工較繁瑣，勞動強(qiáng)度大，對坡面要求嚴(yán)格，拱內(nèi)必須填土植草或進(jìn)行其他工程防護(hù)，否則易被雨水沖蝕。
6、預(yù)制塊鋪砌防護(hù)。這是目前高速公路上應(yīng)用較多的護(hù)坡方法之一，由于預(yù)制塊的規(guī)格一致，易于施工，外觀整齊，最大限度地減少了坡面防護(hù)對植草綠化的依賴性，即使坡面綠化效果不好，也不容易造成太嚴(yán)重的沖刷現(xiàn)象，缺點(diǎn)是造價(jià)高，施工難度大。
7、噴射混凝土防護(hù)。噴射混凝土法分為素噴法和錨噴法。素噴法為直接將高標(biāo)號砂漿噴射在大致平整的巖面上，使坡面易松散的顆粒得以穩(wěn)固，保證行車及行人的安全。它用于表層易松散的風(fēng)化巖面。錨噴法，其工作原理是利用錨桿將滑動體固定在山體上，以錨桿約束山體的滑動，并在滑動體表面錨頭上加掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，在滑動體表面形成鋼筋混凝土板體結(jié)構(gòu)，這樣可以將松散的巖石固定為一個整體，以達(dá)到徹底根治滑坡的目的。錨噴法適用于大部分巖石土和碎石土等地質(zhì)結(jié)構(gòu)山體和易產(chǎn)生滑坡地段，它可預(yù)防早期滑坡的產(chǎn)生。只要產(chǎn)生滑動的區(qū)域面積不很大，滑動層不很厚，都可以采用此方法。
結(jié)語
路基防護(hù)工程質(zhì)量的好壞直接影響著整個公路工程的質(zhì)量。所以，應(yīng)充分重視路基防護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工，設(shè)計(jì)時應(yīng)應(yīng)廣泛調(diào)查、深入研究，制定合理、科學(xué)的防護(hù)方案，施工中應(yīng)科學(xué)管理、精細(xì)施工，提高施工質(zhì)量，充分發(fā)揮國家投資的綜合效益。
