高速公路填方路基邊坡設(shè)計(jì)方案

宋鵬飛

(中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088)

1 工程概況

某高速公路總設(shè)計(jì)施工長度為88.43 km,設(shè)計(jì)為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)高速公路的路基寬度為26 m。在施工過程中，需要對路基進(jìn)行填筑和開挖施工，對邊坡的穩(wěn)定性造成了比較大的影響，因此需要對路基邊坡采取穩(wěn)固措施。

2 設(shè)計(jì)路基邊坡

(1)在對路基邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對其耐久性、穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行考量，防止出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

(2)在設(shè)計(jì)路基邊坡的時(shí)候，需要以巖石物理學(xué)參數(shù)為基礎(chǔ)。綜合考慮地基處理情況、排水系統(tǒng)、防護(hù)工程、路基穩(wěn)定性、路基強(qiáng)度以及填料等，同時(shí)對深路塹和高路堤進(jìn)行有效回避。

(3)對于受水淹沒路段來說，路基邊緣標(biāo)高應(yīng)該高于路基設(shè)計(jì)的洪水沖刷高度。

(4)在設(shè)計(jì)水文地質(zhì)條件較差位置的路基時(shí)，其最小填土高度要比路床處于中潮情況下的臨界高度要高一些。路基標(biāo)高在受到限制的時(shí)候，應(yīng)該采取有效措施處理過濕狀態(tài)下的路基。

(5)在對軟土路段、滑坡位置、挖方高邊坡和陡坡路堤的邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要使用動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)辦法，施工設(shè)計(jì)圖紙一定要完整、科學(xué)。

3 分析路基邊坡設(shè)計(jì)的情況

3．1 分析填方路基邊坡

3.1.1 一般填方路基

邊坡高度處于20 m以下的路基稱之為一般填方路基，在設(shè)計(jì)邊坡時(shí)，邊坡坡率是主要的影響因素，主要是借助工程的地質(zhì)條件、邊坡高度和填料物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)有效確定的。在進(jìn)行地質(zhì)勘查以后，該工程的一般填方路基段基底位置的地質(zhì)條件能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 陡坡填方路堤邊坡

該工程的地面存在著一定的坡度，需要對邊坡高度、地質(zhì)條件和地形等因素進(jìn)行全面的考慮，也可以加設(shè)支擋工程來提升路基的穩(wěn)定性，比如擋土墻、護(hù)腳、護(hù)肩或者是漿砌片石等。

(1)路塹矮墻。該工程設(shè)置了路塹矮墻在路塹邊坡較陡易于出現(xiàn)塌方的位置、巖體風(fēng)化強(qiáng)烈位置和挖方邊坡位置等。具體情況詳見圖1所示。

圖1 路塹矮墻結(jié)構(gòu)斷面圖

(2)路肩擋土墻。在橋臺(tái)連接路段位置或者是陡坡地段設(shè)置路肩擋土墻，擋土墻需要進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)，高度保持在10 m以內(nèi)，設(shè)置防撞墻在路肩擋土墻的墻頂位置。使用C15混凝土來砌筑基礎(chǔ)和墻身，以此來確保擋土墻的結(jié)構(gòu)更加的安全、可靠。

(3)路堤矮擋墻。該工程的大部分路段需要從水田中穿過，為了對耕地資源進(jìn)行有效保護(hù)，需要將路堤矮擋墻設(shè)置在路基兩側(cè)。在對路基矮擋墻進(jìn)行砌筑的時(shí)候，需要使用M7.5漿對砌片石進(jìn)行施工。依據(jù)地形的實(shí)際情況來確定具體的施工形式，設(shè)置M7.5漿砌片石排水溝在路堤矮擋墻的一側(cè)。該工程使用的主要回填材料為石方或者是挖方中硬質(zhì)碎石土。施工時(shí)遵循的主要原則為“分層夯實(shí)、分層填筑”，墻背斜坡位置不能進(jìn)行填筑，在夯實(shí)的過程中，需要對墻身進(jìn)行保護(hù)，防止給墻身造成嚴(yán)重的影響。在對擋土墻進(jìn)行施工的時(shí)候，需要將防撞護(hù)欄鋼筋事先預(yù)埋好。在與中央排水溝的橫向排水管相交位置，需要事先預(yù)留急流槽和管孔。

3.2 分析高路堤邊坡

在地質(zhì)條件比較好的山間溝槽位置，設(shè)置填方邊坡高度大于20 m的高路堤。為了使邊坡穩(wěn)定性得到保證，不僅設(shè)置支擋構(gòu)造物，還要采取有效措施進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓。在對邊坡進(jìn)行加固處理的時(shí)候，使用抗滑樁進(jìn)行施工。首先，抗滑樁的間距需要保持在7 m左右，使用C30混凝土對樁身進(jìn)行澆筑，鋼筋保護(hù)層的厚度需要保持在5 cm以上，使用C25混凝土制作擋土板和護(hù)壁。其次，在挖掘樁井的時(shí)候，需要從防護(hù)路段的兩端向中間進(jìn)行施工，挖掘的主要形式為隔樁分段挖掘，對護(hù)壁和鎖口進(jìn)行及時(shí)的施工，從而使整個(gè)工程的施工安全得到保證。最后，在對路基標(biāo)高以上位置的護(hù)壁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要埋設(shè)鋼筋。在對護(hù)壁混凝土進(jìn)行澆筑的時(shí)候，需要在鋼筋的梁段預(yù)留20 cm的長度。在對擋土板進(jìn)行施工的時(shí)候，一定要先焊接擋土板的主鋼筋和預(yù)埋鋼筋，采取雙面對焊的施工辦法。

3.3 分析挖方路基邊坡

要想使土質(zhì)邊坡的參數(shù)滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，可以采取挖方的辦法進(jìn)行施工，坡率的影響因素比較多，比如邊坡穩(wěn)定性、土體濕度、邊坡高度和土體性質(zhì)等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，遵循合理、經(jīng)濟(jì)的原則，按照表1來設(shè)置挖方邊坡的坡率。

表1 挖方邊坡坡率參照

3.4 邊坡防護(hù)措施

在進(jìn)行護(hù)坡的時(shí)候，使用的主要方法就是植物防護(hù)。在土質(zhì)條件比較差，邊坡穩(wěn)定性得不到保證的情況下，需要對施工效果和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行全面考慮，可以使用圬工防護(hù)進(jìn)行處理，同時(shí)使用科學(xué)的輔助辦法，經(jīng)常使用的辦法有砌片石防護(hù)、鋪砌預(yù)制混凝土塊和植被防護(hù)等。如果土質(zhì)邊坡比較適合植物的生長，需要優(yōu)先考慮使用植物防護(hù)辦法，比如植樹、種草等。對于受流水侵蝕比較嚴(yán)重的填方邊坡來說，植物無法生長，最好使用護(hù)面墻進(jìn)行防護(hù)。

3.4.1 邊坡植被防護(hù)

邊坡植被主要是指在路堤邊坡上移植或者是種植矮生植物，從而實(shí)現(xiàn)對坡面徑流沖刷的有效抑制，實(shí)現(xiàn)對自然降水有效抵御。植物的根系在深入到填土表層以后，使其對土壤產(chǎn)生較強(qiáng)的凝聚力，使土壤流失得到有效抑制。在進(jìn)行邊坡植被防護(hù)施工的時(shí)候，使用的主要植物有矮生本草植物、藤本植物和花草等。在選擇栽種的植物種類時(shí)，需要依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，坡面土質(zhì)不適合進(jìn)行種草，可以先鋪設(shè)種植土，鋪設(shè)的厚度保持在20 cm以上，接著將根系比較發(fā)達(dá)的草籽播種在種植土上。在草籽長成草叢以后，其根部盤結(jié)在一起，形成天然的防護(hù)墻，使表土得到固結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對沖蝕的有效抵制。

3.4.2 工程防護(hù)

工程防護(hù)的形式有很多，比如漿砌預(yù)制塊護(hù)坡、噴射混凝土護(hù)坡、干砌片石護(hù)坡、護(hù)面墻、封面、錨桿鐵絲網(wǎng)噴漿和框格防護(hù)等等。對于坡面防護(hù)和土質(zhì)防護(hù)來說，比較適合使用框格防護(hù)措施，從而有效抵制地表水帶來的沖刷，使環(huán)境與坡面巖土風(fēng)化剝落協(xié)調(diào)一致。如今環(huán)境保護(hù)得到了社會(huì)各界的普遍重視，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也越來越強(qiáng)，對于高級公路的較高邊坡而言，可以使用砌石框格種草的辦法實(shí)現(xiàn)有效防護(hù)。在選擇邊坡種草防護(hù)的種類時(shí)，一定要對其進(jìn)行高度的關(guān)注，草坪植被帶越來越受到人們的喜愛，把土壤、肥料和草籽均勻的攪拌在一起放入到土工格中，草籽長成青草以后，根部盤結(jié)在一起達(dá)到固土防水的目的，使用的無紡布在自然腐化以后，不會(huì)給土壤造成污染，也不會(huì)給環(huán)境帶來任何的影響，其效果非常理想，因此該方法值得大范圍的推廣。

4 結(jié)語

在高速公路填方路基施工時(shí)，路基邊坡設(shè)計(jì)是工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如果邊坡不穩(wěn)定會(huì)直接影響路段的行車安全，特別對于填方路段來說，需要針對不同高度的邊坡設(shè)計(jì)相應(yīng)的坡率，然后根據(jù)不同的設(shè)計(jì)位置采用不同的支擋結(jié)構(gòu)來提升邊坡的穩(wěn)定性，該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格按照路段的時(shí)間情況開展施工，取得了良好的施工效果，值得類似工程借鑒和參考。