淺談高速公路路基邊坡防護措施

金成洙

(延吉市建筑業管理站)

1 路基邊坡破壞的原因

1.1 路基邊坡破壞

主要表現為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來自大氣降水對邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷,使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝,沖溝不斷發展最終導致邊坡破壞,進一步造成路面塌陷,直接影響了行車的安全。沿河路堤及修筑在河灘上滯洪區內的路堤,還要受到洪水的威脅,這種威脅表現為直接沖毀路堤坡腳,導致邊坡破壞。邊坡破壞還與路基填料的性質,路基高度,路基壓實度有關。一般來說,砂性土路基邊坡較粘性土邊坡易于遭受沖刷而破壞;較高的路基邊坡比較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷;壓實度較好的邊坡比壓實度差的邊坡更耐沖刷。沖刷破壞一般發生在較緩的土質邊坡上,如砂型土邊坡,亞粘性土邊坡,黃土邊坡等。在日常大氣降水和風化作用下,沿坡面徑流方向形成許多水沖溝,如平常不注意養護或養護不到位,日積月累,逐年擴大。加上冬季積雪,造成坡腳濕軟,路基強度降低,上部土體失去支撐,最終發生破壞。同時,高速公路行駛的汽車濺起的雨雪水,也會沖刷坡腳。因此,對土質路基來說,邊坡坡腳是邊坡的最薄弱環節,應加強養護。

1.2 路基邊坡坍塌

一般分為三類;滑動型、落石型、流動型坍塌。這三類情況可單獨存在,也可同時在一種情況中出現。滑動型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石質地段,由于巖層在外力的作用下剪斷,沿層間軟石發生順層滑動,造成坍塌。施工爆破開挖破壞了原來巖體的穩定性,當基巖上有巖屑層、巖堆等松散堆積物時,堆積物也易沿巖層的層理面、節理面或斷面層發生坍塌。落石型坍塌,一般指較陡的巖石邊坡,易產生落石的巖石必然是節理、層里、斷層影響下裂隙發育,被大小不一的裂面分割成軟弱的短塊。裂隙張開的程度,肉眼看不出來,在平常的養護中,也很難發現。由于滲水,反復凍融,造成長時間的微小移動,裂縫逐漸擴大。在夏季,雨水會經常充滿裂縫,產生側向靜水壓力作用。最終造成坍塌。一般裂隙發育巖體、硬巖下臥軟弱層,更易發生落石現象,此類破壞形式,對行車安全構成很大威脅,必須嚴格控制。在日常養護中,應加強巡視,盡早發現,提前處置。流動型坍塌,為砂、巖屑、頁巖風化土等松散沉積土,由于大雨沖刷,產生流動,造成坍塌。下雨造成的坍塌,多為這類坍塌,在日常養護中很容易發現,應及時處置。

2 邊坡防護常用措施

2.1 坡面防護

坡面防護主要是保護路基邊坡表面免受降水、日照、氣溫、風力等自然力的破壞,從而提高邊坡的穩固性。因此,我國公路網中的干、支線公路,非常重視坡面防護。坡面防護包括植物防護和工程防護,當路基土石方施工時或完畢后,應及時進行路基邊坡防護。施工必須適時,穩定,防止雨水、氣溫、風沙作用破壞邊坡的坡面。

2.2 植物防護

一般采用鋪草皮,種草和植灌木(樹木)形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用,植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受大氣降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地氣候、土質、含水量等因素,選用易于成活,便于養護,經濟的植物類種。最主要的是加強養護管理,保證成活率。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結合,根與根相連,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效的穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。另外,植物防護還能美化環境,增加較好的視覺效果。鋪草皮防護,適用于各種土質邊坡,草皮厚度宜 10 cm左右。規格大小視施工情況確定,宜選用帶狀或塊狀草皮。根據具體情況,采用平鋪、疊鋪或方格等形式。從坡腳向上鋪釘,用尖木(竹)樁固于邊坡上。種草防護,適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微的路基邊坡上。草籽應均勻撒布在清理好的土質坡面上,同時做好澆水、養護管理。路塹較陡或較高時可通過實驗,將草籽與含肥料的有機質泥漿噴射到坡面上。灌木(樹木)防護,適用土邊坡栽植。方法按設計要求,施工時應注意季節。樹種應采用耐寒、耐旱,容易成活的樹種。規范規定,高速公路、一級公路邊坡上嚴禁種植喬木。

2 3 工程防護

工程防護適用于不易于草木生長的巖石面上。一般采用框格、抹面、捶面和噴漿、坡面護墻、護坡等框格防護用混凝土、漿砌片(塊)石等材料,在邊坡上形成骨架,提高邊坡表面粗糙度系數,減緩了水流速度。根據美觀需要,框格可做成各種造型:六角形混凝土塊、漿砌片石拱形、漿切片石或預制塊作成的麥穗形等。除對路基邊坡有一定的防護作用外,還對路容有一定的美化效果。由于在邊坡中鑲槽鑲進,有一定的施工難度。目前,僅在互通式立交橋范圍,重要景點附近使用。注意,在施工前,應將坡面上的雜質、浮土、松動石塊及表層風化巖體等清除干凈。抹面、捶面防護,由于使用年限短,現在的高速公路很少使用。當路基較低時,采用抹面防護合理摻加草籽,既能起到防護作用又能起到綠化效果,可適當嘗試噴射防護和噴射混凝土防護,適用于邊坡易風化,裂隙和節理發育,坡面不完整的巖石邊坡。其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙,阻止大氣降水和坡面流水侵入,從而阻止裂隙中側向水壓,防止邊坡繼續風化,保護邊坡不發生坍塌。為了防止水泥混凝土硬化收縮,產生裂縫和剝落現象的發生,在噴射混凝土前,一般用菱形金屬網或高強度土工格柵,通過錨桿固定到邊坡上。護面墻防護是為了覆蓋各種軟質巖層和較為破碎的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質邊坡,免受大氣影響而修的墻,稱為護面墻。可有效的防止邊坡沖刷,防止三類坍塌,是最常用的一種防護形式。護面墻除自重外,不擔負其他荷載,也不承受墻后土壓力。護面墻有實體護面墻、孔窗式護面墻、拱式護面墻等。實體護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡;孔窗式護面墻用于坡度緩于 1∶0.75邊坡,孔窗內可捶面或干砌片石;拱式護面墻用于下部巖石較完整而需要防護上部邊坡者。用護面墻防護的挖方邊坡不宜陡于 1∶0.5。在我國山區高等級公路防護中,護面墻是采用較多的形式。而且多為實體護面墻。根據邊坡高度,巖石風化程度以及巖體的地質特性,采取半防護和全防護形式。在半防護措施中,有時采用坡腳護面墻。因為自然降水從坡頂沿坡面下流,流至坡腳時,速度最大,沖刷最嚴重。因此,在坡腳處設置護面墻是最起碼的防護措施護坡防護是目前最常用的路基邊坡防護形式。在穩定邊坡上鋪砌(漿砌或干砌)片石、塊石或混凝土預制塊等材料,防止地表徑流或坡面水流對邊坡沖刷。鋪砌方式一般采用漿砌。沖刷輕微時,軟土地基上的土質路堤防護,無水流沖刷影響時,可采用干砌片石護坡。以適應地基不均勻沉降引起的路基變形。