公路路基設(shè)計中的常見問題及處理措施

馬建國

(山西誠達公路勘察設(shè)計有限公司，山西 太原 030006)

1 路堤邊坡設(shè)計

如今，在公路工程設(shè)計中，高填深挖現(xiàn)象越來越多，對于高邊坡，在受到水和自身重力持續(xù)作用下，可能產(chǎn)生坍塌或沖刷，導(dǎo)致產(chǎn)生缺口，致使路肩或路面遭到破壞。相關(guān)規(guī)范提出，當(dāng)填方邊坡高度小于20 m時，上、下兩個部分8～12 m以內(nèi)應(yīng)分別采用1∶1.3～1∶1.5和1∶1.5～1∶1.75的坡率，根據(jù)這一規(guī)范設(shè)計而成的公路，其邊坡也經(jīng)常產(chǎn)生毀壞。對此，當(dāng)邊坡高度達到10 m以上時，需在變坡點設(shè)計一個寬度為1 m以上的邊坡平臺。通過對邊坡平臺的適當(dāng)設(shè)置，能有效提高邊坡自身穩(wěn)定性，減慢從邊坡上不斷下流的水的速度，以此減小匯水面積，避免雨水對邊坡造成侵蝕。除此之外，對護坡道而言，其寬度與高度的確定應(yīng)充分考慮檢查與維修是否方便。通過對現(xiàn)有邊坡開展的調(diào)查，那些容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，大部分都沒有植物生長。針對這種情況，如果邊坡所用填料本身不適宜種植植物，則要額外鋪設(shè)一層厚度在30～50 cm范圍內(nèi)的土，將其鋪設(shè)好以后，通過夯拍達到密實。另外，對于容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，要在鋪設(shè)一層厚度為50 cm的粘土后通過植草有效防護。植草防護是現(xiàn)階段最常用也是效果最為顯著的路基防護措施，在設(shè)計中可以作為優(yōu)先考慮的路基防護措施。

路堤設(shè)計時，填土內(nèi)部一般采用壓路機按照水平方向進行碾壓，但路肩處通常無法得到充分的碾壓。針對這種情況，一旦邊坡表面未得到有效的壓實，將無法形成足夠且均勻的強度，在降雨之后很有可能產(chǎn)生崩塌。為避免崩塌，設(shè)計要求邊坡表面和填土內(nèi)部必須同時碾壓，而且還要使壓實度達到完全相同。具體可通過以下設(shè)計來實現(xiàn)：在設(shè)計中確定采用分層壓實的方法來碾壓路堤的整個斷面寬度；在確定了路基的設(shè)計寬度之后，并不意味著填土施工必須按照這個寬度進行，施工中可以將設(shè)計寬度為參照，進行適當(dāng)?shù)脑黾樱@樣能在填筑完成后，對邊緣處也可以使用設(shè)備來碾壓或整形；對于規(guī)模相對較小的邊坡以及與構(gòu)造物距離很近的填土邊坡，在設(shè)計中就要確定采用人工來施工。

相關(guān)規(guī)范指出，如果填石路堤高度在20 m以內(nèi)，則其邊坡的坡率要按照1∶1來控制，并在邊坡表面使用不小于25 cm的石塊予以碼砌。該方法主要在一般公路中使用，需要耗費很多人力物力，而且邊坡整體穩(wěn)定性也相對較差。對于面積相對較大，施工需使用大型機械設(shè)備進行的公路，設(shè)計中可確定巖塊具體移動位置，使其達到穩(wěn)定，并注意提醒施工時將其拍打平整。

當(dāng)?shù)孛鏅M坡相對較大時，對于全填路堤，會沿地面發(fā)生整體下滑的現(xiàn)象；而對于半填半挖路堤，壓實難度很大，可能向下滑移，導(dǎo)致填挖交界部位產(chǎn)生縱向裂縫。在到達雨季之后，雨水將通過裂縫不斷下滲，導(dǎo)致路堤和地面之間的交界部分產(chǎn)生滑動，造成毀壞，使交通中斷。此外，在填挖交接部位，通常還是水的匯集點，需要采取有效措施避免水進入到填土當(dāng)中，具體可以在交接部位設(shè)計一個盲溝，或?qū)ν诜教幍默F(xiàn)有邊溝予以加強設(shè)計，以此起到防止?jié)B水的作用，必要時，還可以在填方以下原地面采用砂礫石等材料設(shè)置一個厚度為30 cm左右的透水層。排水對防止邊坡產(chǎn)生滑移而言是至關(guān)重要的，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

在設(shè)計工作中，無論是邊坡整體還是坡腳處都要結(jié)合實際情況選擇適宜的加固措施，用于防止填方在原地面上產(chǎn)生滑動。如果原地面的橫坡超過1∶5，則在將表層分布的浮土清除干凈后，向其中一個方向開挖出寬度為1 m以上且有3%～4%內(nèi)側(cè)傾斜的臺階，并在開挖的同時進行填土和碾壓，在坡腳設(shè)計一個專門的加固設(shè)施。而當(dāng)原地面的橫坡超過1∶2.5時，要進行專門的穩(wěn)定性驗算。具體的加固方法有很多，具體要以實際情況為依據(jù)選擇，目前比較常用的幾種方法包括護腳、砌石、擋墻和護肩。

2 挖方路基和邊坡設(shè)計

挖方路基設(shè)計需要以原地基材料等基本情況為依據(jù)分別進行，當(dāng)原地基是能達到要求的土質(zhì)，則只對原地基進行充分壓實，使其壓實度滿足要求即可；而當(dāng)原地基無法滿足路基土基本要求時，需要采用適宜的材料進行換填，換填的深度根據(jù)實際情況確定和控制，通常為80～100 cm。當(dāng)原地基是比較堅硬的石質(zhì)時，理論上可將開挖作業(yè)面視作路基整體上表面，在開挖完成后，若含有可能產(chǎn)生崩解現(xiàn)象的巖石，則要采取有效的防風(fēng)化方法。在開挖巖石的過程中，要注意不能超出設(shè)計規(guī)定的挖方范圍，如果不能防止超挖導(dǎo)致表面不平整，應(yīng)采用與底基層材料相同的不容易受到水的作用和影響的材料鋪設(shè)整平層，同時予以碾壓，保證平整度。當(dāng)?shù)鼗侨菀装l(fā)生崩解和風(fēng)化的巖石時，要充分注意其在干濕交替情況下可能產(chǎn)生軟化與強度降低，針對這種情況下，應(yīng)在路基成型后盡快進行路面的施工。如果在時間上無法銜接，則在路基施工過程中要暫時不開挖至設(shè)計要求的標高，預(yù)留5 cm左右的厚度采用人工清底，在底基層施工開始后，將這部分開挖掉。

對于挖方邊坡，其病害和穩(wěn)定性主要取決于巖石構(gòu)造及基本性質(zhì)，相較于填方邊坡，挖方邊坡可能會產(chǎn)生數(shù)量更多的病害，控制難度更大，包括破碎脫落、坍塌、落實和滑動。對此，在對挖方邊坡進行設(shè)計的過程中，要做好綜合分析，對包含施工性、穩(wěn)定性與經(jīng)濟性等在內(nèi)的各項要求予以全面考慮，特別是在地形較為復(fù)雜，可能產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象的環(huán)境下，要使用地有一定富余寬度。當(dāng)挖方邊坡的高度相對較大時，需在挖方高度上按照5～10 m的間隔設(shè)置1.5 m寬護坡道，以此保證邊坡整體穩(wěn)定性。當(dāng)邊坡容易產(chǎn)生風(fēng)化或被雨水沖刷侵蝕時，要考慮兼作碎落臺。當(dāng)土層土質(zhì)有所不同時，由于會受到水的作用與影響，需將護坡道和排水溝都設(shè)置在透水和不透水層之間。當(dāng)挖方邊坡高度在20 m以上，且地質(zhì)均勻、質(zhì)地堅硬時，要對邊坡穩(wěn)定方面的問題予以深入分析，并對地質(zhì)條件和地下水等進行詳細的調(diào)查，統(tǒng)籌兼顧施工與用地等方面存在的問題。除此之外，還應(yīng)盡快設(shè)計出護坡，根據(jù)具體垂直高度，設(shè)置寬度在3～4 m范圍內(nèi)的護坡道。在挖方邊坡的頂部與兩端，設(shè)計中應(yīng)做好修整安排，提出相應(yīng)的設(shè)計要求，確保邊坡頂部及兩端都能形成平滑弧面，這樣可以在減少或避免坍方產(chǎn)生的同時，保證美觀性。

3 填挖交界處設(shè)計

現(xiàn)在很多公路都能在填挖交界段發(fā)現(xiàn)路面病害，這些病害很大一部分是由于設(shè)計不合理造成的。通過大量的鉆孔取樣可知，路面開裂大多是從基層開始不斷向面層產(chǎn)生的，最重會貫穿整個路面，此時一旦沒有及時處理，將會降雨后產(chǎn)生各類病害。產(chǎn)生這種問題的關(guān)鍵因素為挖填部分不均勻，產(chǎn)生不均勻的變形。對此，在設(shè)計過程中需要在路基的填挖交界部位設(shè)置一個過渡段，用于減少或從根本上緩解此類破壞。

4 結(jié) 語

綜上所述，路基作為公路的重要組成部分，其設(shè)計能否達到要求在很大程度上決定了后續(xù)路面施工與使用。但在實際的路基設(shè)計過程中，存在很多問題需要解決，對此要引起相關(guān)設(shè)計人員的高度重視，保證路基設(shè)計的合理性與可行性，為之后的路基和路面施工與公路正常使用奠定良好基礎(chǔ)。