路基邊坡病害分析及防護設(shè)計

譚偉麗

(廣西交科新材料科技有限責任公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對交通運輸建設(shè)標準有了新的要求。路基是公路的基礎(chǔ)，而邊坡決定了路基的強度和穩(wěn)定。目前，路基邊坡防護設(shè)計技術(shù)參差不齊，采用傳統(tǒng)的邊坡防護技術(shù)往往效果不佳，有的邊坡防護工程在施工時會出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，或者在施工完畢后出現(xiàn)滑坡，這樣不僅威脅到人民財產(chǎn)、生命安全，而且會破壞沿線建筑、生態(tài)環(huán)境[1]。本文介紹了路基邊坡病害的特征，闡述了形成邊坡病害的主要因素，針對不同巖質(zhì)邊坡選定相應(yīng)的防護類型，并在具體工程中進行了應(yīng)用[2]。

1 路基邊坡病害的特征及發(fā)生規(guī)律

1.1 風化剝落

風化剝落通常發(fā)生于路塹的邊坡下部，特別是在變質(zhì)巖的坡面處較為嚴重，該區(qū)域容易受到風化作用的影響，其病害的表現(xiàn)特征為邊坡表面破碎嚴重，通常呈小顆粒狀或薄片狀，由自身重力而沿坡面滾落，從而堵塞側(cè)溝[3]。

1.2 邊坡溜方

黃土質(zhì)砂黏土或其他黏性的土質(zhì)邊坡在受到長期雨水侵蝕后，表層厚1.0 m的土體會出現(xiàn)失穩(wěn)、松軟現(xiàn)象，進而沿坡腳滑溜。

1.3 坡面沖刷

由于地表積水的徑流作用，在風化嚴重的石質(zhì)坡面下部或土質(zhì)邊坡上若發(fā)生坡面沖刷時，其表面會呈現(xiàn)出沖坑，這樣不僅會導(dǎo)致泥流漫道現(xiàn)象，而且在暴雨天氣會破壞坡面的完整性和穩(wěn)定性。

1.4 坍塌滑坡

坍塌滑坡大多發(fā)生于變質(zhì)巖地段處的路塹邊坡上部，其產(chǎn)生的周期較長，表現(xiàn)特征為先于邊坡上沿產(chǎn)生裂縫，隨時間逐漸擴大，導(dǎo)致四周巖石錯開滑動，進而導(dǎo)致巖土局部滑塌或產(chǎn)生中小落石，最終形成大面積的滑坡現(xiàn)象[4]。

2 路基邊坡病害原因分析

2.1 氣候因素

由于風化巖質(zhì)坡面長期大面積暴露于外界環(huán)境，晝夜溫差變化長期影響地表，同時降雨直接沖刷坡面，容易導(dǎo)致風化剝落現(xiàn)象，使得路塹邊坡水土流失嚴重，嚴重時會使坡面出現(xiàn)裂縫，進而導(dǎo)致邊坡溜方。

2.2 水文地質(zhì)因素

水文地質(zhì)因素主要指的是水體推移而引發(fā)的土體自由擴散運動。地下水、層間水、裂縫水等水體在長時間堆積擠壓作用下，會向邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)各個孔隙擴散，破壞原土質(zhì)結(jié)構(gòu)，而邊坡形狀特性使得水體無法排除，長期侵蝕后會出現(xiàn)滑坡和溜方。

2.3 地質(zhì)因素

地質(zhì)因素主要有巖石節(jié)理、成因、風化程度、種類以及裂縫特點，有無斷層、夾層軟化等。巖質(zhì)坡面土體穩(wěn)定，但其巖層節(jié)理發(fā)育，外加受到長期雨水沖刷，表面風化嚴重，容易出現(xiàn)掉石流渣和坡面剝落現(xiàn)象。

2.4 土質(zhì)因素

路基邊坡修筑采用的土體因土類不同而工程性質(zhì)不同。砂礫土的內(nèi)摩擦力組成其強度，受雨水作用影響??；黏性土主要以自身粘聚力來構(gòu)成強度，其強度隨自身密實程度變化而變化；粉土類土的強度和承載力隨濕度的增大而降低；其他黏土因其自身較弱的透水性以及較強的崩解性，長期雨水浸泡后其含水量達到最大值時，容易導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低而產(chǎn)生溜方。

2.5 人為因素

若對邊坡地下水位勘察不徹底，會引發(fā)邊坡溜方。同時土體的內(nèi)摩擦角、密度、承載力等參數(shù)勘察不準確時，導(dǎo)致設(shè)計出錯，進而也會引發(fā)滑坡現(xiàn)象。邊坡設(shè)計時，如沒有對氣候地質(zhì)等因素進行考慮，對坡面未采取相應(yīng)的保護措施，間接會導(dǎo)致坡面出現(xiàn)風化剝落。施工技術(shù)人員缺少對土質(zhì)水穩(wěn)定性的了解，導(dǎo)致選用的防護措施不當，排水措施設(shè)置不合理，從而造成邊坡沖刷。施工技術(shù)人員沒能嚴格按照設(shè)計方案開挖邊坡和路基填方，導(dǎo)致路基邊坡整體穩(wěn)定性下降。

3 邊坡防護設(shè)計原理

3.1 結(jié)合氣候特征選擇植被防護

當溫度高、降水量大時，適合采用灌木植物對坡面進行防護。當夏季炎熱而冬季干燥寒冷，同時降水較少且集中時，可在防護骨架上種植草皮來進行邊坡防護。通常種植草皮植物成本相對較低，既可起到保護和穩(wěn)定路基邊坡的作用，同時也可以美化環(huán)境。

3.2 土工格柵技術(shù)護坡

3.3 結(jié)合巖石地質(zhì)條件采用水泥砂漿噴蓋技術(shù)

3.4 防護設(shè)計優(yōu)化

當路基邊坡位于沖溝或河岸一邊時，可采用護坡?lián)跬翂Φ姆绞竭M行護坡，這樣在上部可預(yù)防雨水侵蝕，在下部可預(yù)防流水沖刷。當邊坡設(shè)計的護坡方式有較多選擇時，應(yīng)優(yōu)先考慮選材來選擇護坡類型，如果片石資源較多，可充分就地取材，減少對混凝土的使用，節(jié)約造價；若無片石，則只能采用混凝土。

3.5 結(jié)合不同防護類型確定邊坡排水設(shè)施

邊坡防護是保持路基穩(wěn)定的主要措施之一，其對應(yīng)的輔助措施為加設(shè)排水設(shè)備。由于邊坡沿線的地形地貌結(jié)構(gòu)不同，則路基的水位特征也對應(yīng)不同。平原地區(qū)地勢較緩，地表處容易存在積水，水位堆積較高，進行路堤邊坡防護時可選用水穩(wěn)定性較好的材料。當處于山區(qū)時，地勢起伏較大，則排水設(shè)施的確定尤為重要，特別是對于土質(zhì)路基而言，在設(shè)置排水設(shè)備前應(yīng)夯實邊坡裂縫，將積水排出，加設(shè)土工纖維防止地表水滲透，加設(shè)邊坡滲溝，助于地下水疏導(dǎo)，針對全封閉式護坡，應(yīng)完善泄水構(gòu)造物，以鞏固坡面。

4 工程應(yīng)用

4.1 工程概況

某山區(qū)高速公路全程為66.33 km，所處地區(qū)降水豐富，生態(tài)環(huán)境良好。該高速公路自投入運營至今未出現(xiàn)高強度破壞性地震，地震強度不高且頻率較低。工程地質(zhì)主要確定為兩種：侵蝕堆積松軟巖區(qū)和構(gòu)造侵蝕堅硬巖區(qū)。前者主要為侵蝕堆積地勢地貌，一級階地分布有泥質(zhì)土，二級及以上階地分布有膨脹土；后者的出露基巖主要為花崗巖，其抗壓強度為45 MPa，易發(fā)生崩塌和滑坡。

4.2 邊坡防護工程效果評價

目前公路造價較高，為節(jié)約工程造價，減少養(yǎng)護成本，同時達到公路與環(huán)境相協(xié)調(diào)的目的，如何選擇經(jīng)濟有效的邊坡防護類型尤為重要。綜合確定最佳的邊坡防護類型，既可達到良好的邊坡防護效果，又可以獲得合理的社會效益。本文現(xiàn)根據(jù)材料單價編制出10 種防護類型預(yù)算，各防護類型造價對比結(jié)果如表1所示。

表1 各防護類型造價對比表

根據(jù)表1造價對比結(jié)果分析，植物防護相對于工程防護在經(jīng)濟上存在明顯優(yōu)勢，在條件允許的情況下可擇優(yōu)采用植物防護；各防護類型在不同地區(qū)的造價存在差異，應(yīng)結(jié)合地形地勢特點優(yōu)選防護類型。由于工程防護效果比植物防護更好，綜上所述，在進行路基邊坡防護設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合外界環(huán)境以及地勢地形條件，采用植物工程防護同步設(shè)計，在降低造價成本的同時提高防護效果。

5 結(jié)語

路基是公路的基礎(chǔ)，而邊坡決定了路基的強度和穩(wěn)定。現(xiàn)階段路基邊坡防護設(shè)計技術(shù)參差不齊，傳統(tǒng)的邊坡防護技術(shù)已無法滿足現(xiàn)有要求，在施工時會出現(xiàn)坍塌、滑坡等現(xiàn)象，這樣不僅威脅到人民財產(chǎn)、生命安全，而且會破壞沿線建筑、生態(tài)環(huán)境。本文主要研究了路基邊坡病害以及防護設(shè)計，通過對路基邊坡病害特點以及規(guī)律進行闡述，針對不同巖質(zhì)邊坡提出相應(yīng)的防護類型，對各項邊坡防護類型造價進行對比分析。對此，在進行路基邊坡防護設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合外界環(huán)境以及地勢地形條件，采用植物工程防護同步設(shè)計，在降低造價成本的同時提高防護效果。