浅谈公路路基的防护和加固技术

2013-04-01佟景来刘大勇李春武

城市道桥与防洪 2013年4期

佟景来，刘大勇，李春武

（吉林省高速公路管理局，吉林长春 130022）

0 引言

公路路基沉陷是指路基在垂直方向产生较大的沉落。路基的不均匀下陷，将造成局部路段破坏、影响交通。路基沉陷有以下两种情况：一是路基本身的沉缩；二是由于路基下部天然地面承载能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷。不良地质和水文条件造成的路基破坏。公路在不良地质条件和较大自然灾害地区，均可能导致路基的破坏。路基边坡的滑塌是最常见的病害之一，根据边坡土质类别、破坏原因和规模的不同，可分为由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成的溜方和一部分土体在重力作用下沿路堤的某一滑动面滑动而引起的滑坡两种。

1 公路路基堤岸的防护和加固技术措施

（1）沿河、滨海路堤的防护与加固，可采用抛石、干砌或浆砌片（块）石、石笼和设置导流结构物等方法。当水流湍急且当地缺乏较大石料时，可制作框笼，内部填石滚入水中，加固堤岸石笼的制作方法和规格，各地可根据实际情况确定。

（2）抛石可用于防护路基或河岸水下部分的边坡和坡脚。抛石大致成梯形石垛，石料尺寸应为30～50 cm，总厚度约为石块尺寸的3～4倍，且不得小于2倍。抛石应在低水位时进行。浆砌片石护坡，可用于主流冲刷的路堤边坡。砌石厚度应为30～60 cm。石料应符合质量标准。砌筑应垫层平整、砂浆饱满，避免产生空洞和蚯蚓缝等现象。

（3）干砌片石护坡，可用于水流方向较平顺的河岸或一般路堤边坡。护坡可分单层或双层铺砌，厚度不应小于20 cm，边坡不应陡于1∶2。选用的石料应符合质量标准。砌筑要垫层平整、嵌挤紧密、大面平顺、上下错缝。

2 公路路基坡面的防护和加固技术措施

坡面防护应根据路基土质选用，可分为植物防护和坡面处置两类，也可以混合使用。

2.1 植物防护

植物防护利用植物覆盖层对路基边坡坡面进行防护和加固，这种防护是一种简易的防护措施。植物覆盖层不仅可以起到防止水流、波浪、雨水、风力、不良水文地质和其他因素对路基造成的危害，还可以起到降低地面径流的流速、调节边坡坡面表层土的水温、植物根系固结表层土壤、改善环境、保护生态平衡的作用。植物防护一般采用种草、铺草皮和植灌木的形式，要按照防护的目的、当地的气候含水量、土质、施工季节等因素，选用容易成活、根系发达、生长快、叶茎低矮或有匍匐茎、便于养护的多年生草种。其中，种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷较轻微有利于草类生长的土质路堤或路堑。对于不利于草类生长的土质，要在坡面先铺一层厚度不小于10 cm的种植土再栽植或播种。暴雨强度较大的地区，可在坡面上铺设植生袋，将草种、肥料和土壤拌和均匀并裹于土工织物中。对经常浸水或长期浸水的路堤边坡，不利于草的生长，不应采用种草防护措施。边坡上已扎根的种草防护，可容许缓慢流水，流速为0.4～0.6 m/s的短时冲刷。在草种的选用方面，要选用适合于当地气候和路堤、路堑土壤条件的多年生草种。草种在撒布之前，应把坡面平整好，使坡面密实、湿润。然后，把草种均匀地撒布在已经清理好的土质坡面上。同时，要做好保护措施，应适时地进行洒水、施肥，清除杂草等养护管理，直到草苗生长旺盛覆盖坡面。当路堑的边坡较陡或较高时，可以通过试验采用草种和含肥料的有机质泥浆混合，喷射在坡面上。

2.2 坡面处置

坡面处置适用于不适应草木生长的路堑陡坡面或风化严重的岩石边坡。坡面处置一般采用抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土、勾缝、灌缝、石砌边坡和坡面护墙等防护形式。坡面处置要求原边坡稳定，无潜水外露。在施工之前，应将坡面上的杂质、浮土、松动的石块和表层风化破碎的岩体等清除干净，当有潜水露出时，应作引水或截流处理。

2.3 工程防护

工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。一般采用框格、抹面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等。框格防护用混凝土、浆砌片（块）石等材料，在边坡上形成骨架，提高边坡表面粗糙度系数，减缓了水流速度。根据美观需要，框格可做成各种造型。比如：六角形混凝土块、浆砌片石拱形、浆切片石或预制块作成的麦穗形等。由于在边坡中镶槽镶进，有一定的施工难度。抹面、捶面防护，当路基较低时，采用抹面防护合理掺加草籽，既能起到防护作用又能起到绿化效果，可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护，适用于边坡易风化，裂隙和节理发育，坡面不完整的岩石边坡。护面墙防护是为了覆盖各种软质岩层和较为破碎的挖方边坡，以及坡面易受侵蚀的土质边坡，免受大气影响而修的墙，称为护面墙。可有效地防止三类坍塌，是最常用的一种防护形式。护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙等。

3 公路路基支挡工程的防护和加固技术措施

支挡构造物用以防止路基变形或支挡路基本身，以保证路基稳定性。常用的支挡构造物主要有挡土墙、垒石、垄石、石垛等具有承重作用的构造物。其中挡土墙是支挡防护的主要形式。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合；钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙受力比较合理，墙身圬工体积小，已广泛应用于公路路基的防护。

3.1 支挡工程

路基的支挡工程，主要指各类挡土墙。施工前，要做好场地临时排水，土质基坑要保持干燥。墙后填料应适时分层回填压实。浆砌或混凝土墙体，待水泥混凝土强度达设计强度的70%以上时方可回填。填料应优先选用砂砾或者砂性土，严禁用有机质土、冻土、杂填土、过湿土。土质必须均匀，含水量适中。墙趾部分的基坑，应及时回填压实，并做成向外倾斜的横坡。填土过程中，要防止水的侵害。回填结束后，顶部应及时封闭。

3.2 护坦及丁坝

护坦是在沿河路基的挡土墙、护坡的局部冲刷深度过大或深基础施工不便的情况下，所采取的防护措施。护坦的顶面应埋在计算河床面以下0.5～1.0 m，基底埋置的深度和宽度应按照减冲计算来确定。护坦可用浆砌片石、干砌片石灌浆或抛石、石笼等冲刷防护方法来修筑，并且应符合各种防护的有关设计要求。丁坝适用于宽浅变迁性河段，用以挑流或减低流速，减轻水流对河岸或路基的冲刷。丁坝长度应根据防护长度、丁坝与水流方向的交角、河段地形、水文条件及河床地质情况等确定，垂直于水流方向上的投影长度不宜超过稳定河床宽度的1/4。用于路基防护的丁坝宜采用漫水坝或潜坝，丁坝与水流方向的交角以小于或等于90°为宜。当设置群坝时，坝间距离不应大于前坝的防护长度。丁坝间的河岸或路基边坡所能承受的允许流速小于水流靠岸回流流速时，应缩短坝距，或对河岸及路基边坡采取防护措施。丁坝的横断面形式和尺寸应根据材料种类、河流的水文特性等确定，坝顶宽度根据稳定计算确定，丁坝可采用铁丝石笼或相互铰接的预制混凝土块等柔性结构物，也可以采用石砌或现浇混凝土等刚性结构物。当采用刚性结构物时，坝头基础应埋置于局部冲刷深度以下不小于1 m，否则应进行防冲刷处理。其中，刚性结构物一般为梯形断面形式，坝顶宽度根据稳定计算确定，浆砌结构的坝顶宽度应为0.5～1.0 m，其余类型的坝顶宽度为l～3 m。河床面以下的坝身可采用直墙式或较陡的边坡坡度，河床面以上坝头及迎水面边坡应采用较缓的边坡，坡度为1∶2.0～1∶3.0，背水面边坡可采用1∶0.5～1∶2.0。要加强坝根和岸坡的衔接，坝根和坝身的基础深度不应浅于冲刷线的深度。

3.3 顺坝

顺坝适用于河床断面较窄、基础地质条件较差的河岸或沿河路基的防护，可用来调整水流的曲度和改善流动状态。在顺坝与上、下游河岸衔接时，应使水流顺畅，顺坝的起点应选择在水流匀顺的过渡段，坝根的位置应设在主流转向点的上方。修筑顺坝所采用的结构，一般采用石砌结构或混凝土结构。顺坝的横断面形式一般为梯形，坝顶的宽度应根据稳定计算来确定，迎水面边坡坡度应采用1∶1.5～1∶2.5，背水面边坡坡度应采用1∶1.0～1∶1.5。当水流的速度较大、土质又较松软时，在迎水面应设置护脚，或适当放缓迎水面边坡的坡度。顺坝的坝根应嵌入稳定河岸内不小于3～5 m。当采用漫溢式顺坝时，应在坝后设置格坝。