山區高速公路路堤加固與防護技術探討

閆世崗

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041051)

0 引言

我國是一個多山的國家，在山區修建高速公路時，不可避免地會遇到大量高填方路堤以及縱向和橫向斜坡地形。按目前常用的路基邊坡坡度填筑路基，將造成邊坡坡面高闊，占用大量的土地。在橫向半挖半填路基、縱向填挖路基交界處易出現不均勻沉降，造成路面結構開裂破壞和行車不適。本文主要是從公路修筑前路堤填料的選擇和公路建成后路堤的防護和加固兩方面來進行探討的。

1 公路修筑前路堤填料的選擇

1.1 在路堤中加入粉煤灰

近幾年來，一種輕質的路基填料——粉煤灰，已經大量地應用于高速公路路堤填筑工程中。作為路堤填料，粉煤灰有他獨特的優點。它是由煤炭燃燒后而形成的，一般在電廠中常見，屬于廢棄料。用它作為路堤填料，既可以節省填料，又可以保護環境、節約耕地，尤其是在山區。粉煤灰因其自重較一般土體小1/3以上，在相同的路堤填筑中，粉煤灰填筑的路堤比一般土路堤的自重荷載明顯減少，地基附加力及沉降變形量變小，有利于路基穩定。

1.2 在路基中鋪設土工格柵

在公路修筑路基的時候，可以在路基中鋪設土工合成材料，利用土工合成材料加筋來提高路基的穩定性。人類早在幾千年前就開始用天然植物纖維鋪路和筑城，后來上升為理論，法國工程師分析了加筋的機理。隨著塑料等合成材料的發展，土工合成材料被用于加筋工程。最常用的一種是土工格柵。

利用土工合成材料加筋路基，可以在保證路基穩定的前提下有效收縮邊坡坡腳，減少對耕地的占用。土工合成材料在處治路基不均勻沉降方面也取得了較好的效果，國內許多學者都對其進行了研究。

中科院地質研究所的李志清等人對土工格柵加固高速公路路堤進行了研究，得出了加筋對路堤沉降有不同程度的改善作用，土工格柵加筋能使路基承載力顯著提高，并改善土體應力環境，有效地減少沉降量。

2 公路建成后路堤的防護

植物防護和工程防護是目前最常用的坡面防護設施。前者可視為有“生命”防護，后者屬于無機物防護。當邊坡為土質邊坡時，多采用生命防護;當邊坡為石質路塹邊坡時，多采用無機物防護。

2.1 植物防護

植物防護也可叫作生物防護。生物防護的優點為:美化路容，協調環境，調節邊坡土的濕度和溫度，起到固結和穩定邊坡的作用。它多適用于坡高不大，邊坡比較平緩的土質邊坡。生物防護主要包括:種草、鋪草皮和植樹。土質邊坡防護也可采用拉伸網草皮、固定草種布或網格固定撒種。拉伸網草皮是在土工網或是土工墊等土工合成材料上鋪設3 cm～5 cm的種植土層經過撒種、養護后形成的人工草皮。固定草種布是在土工織物紡織時將草種固定于土工織物中，然后到現場鋪筑以促進草皮生長的一種邊坡防護方法。網格固定撒種是先將土工網固定于需防護的邊坡上，然后撒種形成草皮的一種邊坡防護方法。

2.2 工程防護

當高速公路的兩側不適宜用植物防護時，宜采用砂石、水泥、石灰等礦質材料進行坡面防護。主要包括砂漿抹面、勾縫、噴涂、石砌護坡和護面墻。石質挖方坡面多用砂漿抹面防護。這些石質挖方坡面的巖石表面易受風化，但比較完整，尚未剝落，如頁巖、泥砂巖、千枚巖的新坡面。出現此種情況應及時予以封面，以防止風化形成病害。石灰漿是最常用的抹面材料，其中石灰為膠結材料，要求精選。混合料如加紙筋或竹筋，可提高強度，防止開裂。抹面厚度視材料與坡面而定，一般為2 cm～10 cm。操作前，把坡面的風化層、浮土與松動的碎塊都清理掉，填坑補洞，灑水潤濕。抹面之后，及時拍漿，抹平和養生。

易風化且坡面不平整的巖石挖方邊坡應采用噴漿施工，該方法簡便，效果較好。厚度一般為5 cm～10 cm。此種方法由于水泥的用量大，重點工程宜采用此法。目前有一種比較經濟的砂漿:水泥，石灰，河砂及水，它們按質量比為1∶1∶6∶3配合。噴漿的處治方法和抹面相同。對坡面較陡或易風化的坡面，可以在噴漿前先鋪設加筋材料，加筋材料可以用鐵絲網或是土工格柵，噴漿坡面應設置排水孔。

對于比較堅硬的巖石坡面，為防水滲入縫隙造成病害，視縫隙深淺與大小分別予以灌漿、勾縫或嵌補等。為了防止地面水沖刷，宜采用石砌護坡或護面墻。漿砌和干砌是石砌護坡的兩種形式。護面墻比護坡厚，有一定的抗推力作用，其優點是能就地取材、工藝簡單，但自重大，不宜在高邊坡上使用。

3 坡面的加固

坡面的加固形式有護腳墻與抗滑墻、抗滑樁、預應力錨索。其中對抗滑擋土墻的施工主要從以下幾方面來進行。

3.1 填料選擇

在安全的前提下進行抗滑擋土墻施工的過程中，不能忽略其滑坡區域斷面的尺寸的把握，使用的費用也需要在合理的情況下，盡可能降至最低。此外，對于后墻填料的選擇上也要注意，筆者根據土壓力的有關理論知道，當填土容量增大的時候，土壓力也會隨之增大，并且隨著內摩擦角的增加而逐漸的減小。所以，在選取填料的時候，應選取容量小、摩擦角大的填料，并且需要具有排水易、透氣強、抗剪強度穩定等各種特點。所以，在此時一般都選取塊石或者礫石來當填料使用。

對于擋土墻來說，影響其穩定性的方面很多，例如粘性的土，其透水性和壓實性都很差，并且其凍脹性和膨脹性也會使得其產生側向膨脹壓力。但是，某些特殊情況下，施工不得不使用粘性土來充當擋土墻填料，這個時候，就應當在粘性土填料中適當的加入碎石和塊石，嚴格禁止淤泥和膨脹土的使用，而填土也必須分層進行夯實，只有這樣的施工，才能夠確保擋土墻的強度以及質量。在有季節性的凍土地區的地方，則不能夠使用凍脹性來充當擋土墻填料。

最后，在選取擋土墻填料的時候，需要采取就近取材原則，這樣不僅有利于控制施工的工程造價，更可以利用在施工中存在的棄土，但是在部分情況中，需要對其進行一定的處理之后，才能使用，最終的目的都是為了確保擋土墻的穩定性和質量。

3.2 墻體材料選擇

在擋土墻墻體材料的選擇上，不能夠隨意，材料的選擇要求能夠與擋土墻的結構相適應。例如:在布置重力式的抗滑擋土墻的時候，材料最佳選擇則是條石、塊石以及素混凝土等。

3.3 抗滑擋土墻施工的注意事項

1)在設置抗滑擋土墻的時候，應當將施工置于滑坡區出現變形之前，或者是在坡腳進行開挖之前，并且在較陡的臨時性的邊坡進行分段開挖。

2)在山區公路工程的施工過程中，處理好排水工程，對滑坡修建抗滑擋土墻也會造成一定影響，所以在施工前的設計考慮當中，應對排水工程進行合理的設計，盡量做到集中處理，在施工前進行充分的準備，從而將工期縮至最短。

3)在進行季節性施工的時候(尤其是山區這個多雨的地段)，考慮到在雨季期容易形成滑坡加劇而影響工程的施工進度、安全，所以在進行施工的基礎、基坑開挖以及工程修建的時候，盡量避免在雨季進行。在山區公路工程的基礎開挖以及抗滑擋土墻填土的時候，很容易造成環境破壞以及地形的改變，所以，施工單位需要在進行地表水的有關排除施工或者是在施工工地用水的時候，都需要注意影響。

4)如果施工遇到地下水較為豐富區時，不僅要處理好高速公路的主體工程，還需要注重輔助工程的施工，例如:擋土墻的排水溝、墻身上的排水孔等等。并且在出現了質量事故和積水前后的防治過程中進行密切觀察。

5)在山區道路工程施工時，為了將滑坡地段的下滑力降至最低，則需要按照從上往下的方式進行減載刷方的施工，而減載刷方所剩下的棄土能夠當作擋土墻的材料使用。對于滑坡體前緣極為松散的時候，則需要及時的進行清理。清理的時候，也需要遵循從上往下的方式。

6)在對擋土墻的墻體進行施工的過程中，需要確保施工的質量，在使用漿砌條石和漿砌塊石進行擋土墻砌筑的過程中，需要確保砂漿飽滿以及擋土墻的強度要符合施工設計要求，從而確保擋土墻墻體的整體性、硬度、剛度。

7)在進行抗滑擋土墻施工的過程中，需要確保基礎開挖滿足設計要求，要求開挖至位于滑動面之下的穩定性高的巖土當中。

4 結語

在山區修建高速公路，高填深挖比較多，路堤邊坡加固和防護措施若是不得力，很容易引發邊坡病害，從而影響到路堤的整體穩定性。因此對于山區高速公路路堤加固和防護技術的研究還需進一步探討，以提高山區公路的承載力和使用年限，進一步滿足不斷發展的交通需求。

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