淺談公路路基邊坡病害的分析與防護
2011-12-22 來源：作者：徐陳偉 來源：中國鳴網(wǎng)
一、引言
眾所周知，路基邊坡是公路工程的重要組成部分，處理不當(dāng)，容易發(fā)生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，既破壞環(huán)境，又影響公路正常運行，嚴(yán)重時交通中斷，造成重大經(jīng)濟損失。隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展、公路修建等級的提高，出現(xiàn)了大量的高填路堤和深挖路塹，路基邊坡綜合防護系統(tǒng)研究日漸引起公路部門的重視。邊坡防護已成為公路設(shè)計的重要內(nèi)容之一。
二、路基邊坡主要病害分析
2.1路基邊坡的常見病害
由于路基邊坡大面積裸露于空間，長期受自然因素的強烈作用，常發(fā)生物理力學(xué)性質(zhì)的變化，浸水后濕度增大，強度降低；巖性差的巖體，在水溫變化條件下，加劇風(fēng)化；路基邊坡表面在溫差作用下形成脹縮循環(huán)，在濕差作用下形成干濕循環(huán)，從而導(dǎo)致強度衰減和剝蝕；地表水沖刷，地下水侵入，使巖土表面失穩(wěn)，極易加劇邊坡的病害；沿河路堤在水流沖擊、淘刷和侵蝕作用下，地基承載力下降，引起路基沉陷，導(dǎo)致邊坡病害；邊坡防護形式不當(dāng)，導(dǎo)致防護失??；邊坡或橋臺背填料壓實度不足以及偷工減料、植物防護由于物種選擇不當(dāng)遭受蟲害或成活率降低等等，均是導(dǎo)致邊坡破壞的原因。
l.邊坡坍方
路基邊坡的坍方是最常見的邊坡病害，亦是水毀的普遍現(xiàn)象。按照破壞規(guī)模與原因的不同，路基邊坡坍方可以分為剝落、碎落、滑坍、崩坍及塌坍等。
2．邊坡沖溝
多發(fā)生在匯水集中區(qū)或高填路段，誘發(fā)原因有：急流糟位置或間距設(shè)置不當(dāng)；邊坡壓實度不足；防護形式不當(dāng)（多為分散排水時）；邊坡土質(zhì)不良等因素。
3.防護體滑落
誘發(fā)原因有：水毀；圬工砌筑質(zhì)量不符合要求；勾縫不密；未設(shè)粗砂濾層或泄水孔；坡腳支撐不穩(wěn)。
4.防護剝蝕
誘發(fā)原因有：風(fēng)化；假縫；溫差脹縮；干濕脹縮。
5.急流槽懸空
誘發(fā)原因有：急流槽尺寸偏小導(dǎo)致泄水不及；數(shù)量過少導(dǎo)致排水不及；糟內(nèi)泄水不暢導(dǎo)致濺水；急流槽基礎(chǔ)不實等。
6.路塹塌方
誘發(fā)原因有：巖土地質(zhì)不良；路塹頂部水浸入；風(fēng)化等。
7、坡腳淘蝕
誘發(fā)原因有；護面墻設(shè)置不當(dāng)；排水溝尺寸偏小；護面墻基礎(chǔ)不牢等。
8、草皮沖蝕
誘發(fā)原因有：坡陡，水流急；草種不適；邊坡壓實度不足等。
9.植草枯死
誘發(fā)原因有：土質(zhì)、環(huán)境不適：草種不適：病蟲害；壽命終止。
2.2特殊路基的邊坡病害
超過規(guī)定范圍的高填或深挖路基以及地質(zhì)和水文件等條件特殊的特殊路基（例如黃土、膨脹土、鹽漬土等），為保證路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，路基的橫斷面和邊坡防護需要針對各種不同不良情況，進行特殊設(shè)計。由于土質(zhì)的截然不同，造成邊坡病害的原因也各有特征，下面僅就三種常見特殊路基的邊坡病害進行分析：
1.黃土路基邊坡
黃土是第四紀(jì)的一種特殊堆積物。其主要特征為：顏色以黃色為主，有灰黃、褐黃等色；含有大量粉粒，一般在55％以上；具有肉眼可見的大孔隙，孔隙比大，在1左右；富含碳酸鈣成分及其結(jié)核；無層理，垂直節(jié)理發(fā)育；具有濕陷性和易溶蝕，易沖刷，各向異性等工程特性。上述特征和特性，導(dǎo)致黃土地區(qū)的路基容易產(chǎn)生多種特有的問題和病害：（1）剝落，（2）沖刷，（3）滑坍，（4）崩坍，（5）泥流等。
2.膨脹土路基邊坡
膨脹土系指粘粒成分主要由強親水性礦粉組成，具有顯著濕脹干縮和反復(fù)濕脹干縮性質(zhì)的特殊粘性士。問時還具有多裂隙性，超固結(jié)性及強度衰減性等特殊性質(zhì)。膨脹土路基邊坡常大量出現(xiàn)坍方與滑坡。其路塹邊坡的常見病害有：（l）剝落，（1）沖蝕，（3）泥流，（4）溜塌，（5）坍滑，（6）滑坡。
3.鹽漬土路基邊坡
地表l米內(nèi)易溶鹽含量超過0.3％時即屬鹽漬土。易溶鹽類主要有NaCl，NaSO4，NaCO3等。由于土中含有易溶鹽，土的物理力學(xué)性質(zhì)和筑路性質(zhì)發(fā)生變化，引起許多路基病害：（1）溶蝕，（2）鹽脹，（3）凍脹，（4）翻漿。
三、路基邊坡防護類型
根據(jù)邊坡防護的使用性質(zhì)大致可分為兩類：坡面防護和沖刷防護。坡面防護包括植物防護與灰漿防護兩類。沖刷防護可分為直接和間接兩種，直接防護是指在坡面加鋪護面墻、混凝土板、或采用砌石護坡以及土工織物護面等，亦包括浸水防護；間接防護則指沿河路堤修筑調(diào)治構(gòu)造物和對河道進行整治。
根據(jù)邊坡防護方法可以分為：植物防護、圬工防護與綜合防護三類。
1.植物防護
植物防護在穩(wěn)定邊坡的同時，可以保護和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，在選擇防護類型時，宜采用植物防護的邊坡應(yīng)優(yōu)先采用植物防護。植物防護主要有以下幾種方式：
（1）種草；
（2）植樹；
（3）鋪草皮。
2.圬工防護
圬工防護效果較好，只要設(shè)計合理，施工認(rèn)真，其穩(wěn)定風(fēng)化巖石邊坡的效果明顯，防治了巖石的進一步風(fēng)化、碎落；但造價較高，而且不如植物防護視覺效果好，從環(huán)境保護的角度來看，應(yīng)盡量避免使用該種防護形式。圬工防護主要有以下幾種方式：
（1）護面墻；
（2）漿砌片石、塊石、混凝土預(yù)制塊；
（3）噴漿、抹墻、捶面、勾縫、灌縫；
（4）導(dǎo)混構(gòu)造物。
3.綜合防護
綜合防護可將植物防護和圬工防護很好結(jié)合起來，汲取兩者的優(yōu)點，既可以美化公路景觀，又能起到保護環(huán)境和穩(wěn)定路基的作用。是一種應(yīng)用非常廣泛的防護形式。綜合防護主要有以下幾種方式：
（1）混凝土網(wǎng)絡(luò)中空植草；
（2）土工合成材料種草；
（3）植物、圬工材料種草。
四、路基邊坡防護設(shè)計原則
邊坡防護應(yīng)遵循“實用、經(jīng)濟、美觀”的指導(dǎo)思想，明確“為行車服務(wù)”的目的，在實用、經(jīng)濟的前提下，力求邊坡防護達到“恢復(fù)自然，綠色通道，生態(tài)防護，水土保持，經(jīng)濟美觀”等要求。
l.選擇防護類型時，要充分了解地形、地質(zhì)、氣候條件及防護效果，應(yīng)選經(jīng)濟性好且施工方便的防護類型。
2.對受自然因素作用易產(chǎn)生破壞的邊坡坡面，應(yīng)根據(jù)邊坡的土質(zhì)、巖性、構(gòu)造、水文地質(zhì)、邊坡坡度與高度、以及筑路材料等情況，選用適宜的邊坡肪護措施。
3.選擇防護類型時，應(yīng)先確定路基穩(wěn)定的邊坡坡率，各種防護措施宜配合使用，并注意相互銜接。對于高速公路、一級公路路基高邊坡和存在不良地質(zhì)問素的路塹邊坡，單純采用常規(guī)防護措施，一般難以解決高邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)加強路基邊坡防護與支擋加固的綜合設(shè)計，根據(jù)地形地質(zhì)條件，因地制宜設(shè)置必要的邊坡支擋措施，如錨索、錨桿、抗滑擋培、抗滑樁等。
4.防護類型的選擇應(yīng)在初步設(shè)計，施工圖設(shè)計，施工三個階段進付反復(fù)論證，應(yīng)遵循“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結(jié)合”的方針。
5.在地下水較為發(fā)育路段，地下水是誘發(fā)路基邊坡失穩(wěn)的主要因素之一，應(yīng)加強路基邊坡防護與排水的綜合設(shè)計。
6.同一路段，同一邊坡內(nèi)，其土質(zhì)、填高、沖刷、涌水狀態(tài)也不完全相同。因此，選定的防護方案應(yīng)適合各自條件，為方便施工，防護類型不宣太零碎。
7.護坡類型應(yīng)優(yōu)先考慮采用植物護坡，當(dāng)土質(zhì)不適和植物生長及難以保證邊坡穩(wěn)定時，可采用土壤改良或圬工防護。選擇植物物種時，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂颍h(huán)境條件，對周圍的環(huán)境適合哪些植物生長、哪些草種和護坡方法適合于周圍環(huán)境作詳細的調(diào)查，優(yōu)選適應(yīng)力強，粗放管理，少病害的本區(qū)域物種，可適當(dāng)變換品種，以防單調(diào)。
8.護坡的主要目的是防止邊坡沖蝕和小規(guī)?；?，一般可采用植物防護。單獨用植物護坡效果差時，可用土工合成材料綠化或植物、圬工聯(lián)合防護。
五、結(jié)語
國外較早地開展了路基邊坡防護方面的研究，而且也較早地認(rèn)識到了生物防護有著硬防護無可比擬的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。日本、美國、加拿大、瑞典等國近十幾年來，對于公路的邊坡防護技術(shù)十分重視，設(shè)計與施工規(guī)定嚴(yán)格、詳實，邊坡防護技術(shù)先進、效果良好。
國內(nèi)在路基邊坡防護方面，與這些發(fā)達國家相比，相對重視不夠。長期以來，我國邊坡防護一般采用傳統(tǒng)的硬結(jié)構(gòu)工程防護，造價高而且防護作用隨時間的推移而減小，相比之下，植物防護既經(jīng)濟、又可以通過經(jīng)營手段來達到長期的防護效果。因此，路基邊坡防護應(yīng)根據(jù)公路等級、降雨強度、地形、土質(zhì)、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟、美觀的工程措施，確保公路的穩(wěn)定、安全和高效運營，同時使公路建設(shè)與環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境的相對平衡。
