公路路基拱形骨架防護工程施工技術

楊佳梁

（長沙市望城區城市建設投資集團有限公司 湖南長沙 410203）

公路路基邊坡的穩定性對公路的長期穩定運行有著非常重要的影響，一旦路基邊坡出現失穩滑坡現象，就會威脅路面的行車安全。隨著我國公路設計和建設要求的不斷提高，對路基邊坡的穩定性要求也越來越高。在這樣的背景下，拱形骨架防護技術得到了很好的發展，在實踐中取得了很好的應用效果?；诠靶喂羌芊雷o技術對容易出現滑坡的公路路基進行防護，能有效杜絕路基發生滑坡的現象，維持公路路面的平整性，降低路面發生交通事故的概率。本文主要以某公路路基拱形骨架防護工程為案例，對其施工技術方案進行了詳細介紹。

1 工程概況

某一級公路需要建設的長度約為10km，設計的是雙向6車道，由于道路環境較為復雜，其設計的最高時速為60km。該一級公路處于亞熱帶地區，地理環境較為復雜，地勢起伏相對較大，并且雨水較多，道路路基容易受到雨水的沖刷，影響其穩定性。經過前期的初步勘察，發現公路沿線存在很多種形式和數量的高邊坡，且部分邊坡位于大型水庫附近。這些位置的基巖穩定性相對較差，已經出現了明顯的風化裂隙現象。一旦公路開始施工，對這些區域進行開挖，就會加劇基巖的軟化失穩，發生崩塌、滑坡等不良地質災害的概率相對較高。

2 公路路基邊坡穩定性分析

2.1 理論公式分析

大量的實踐經驗表明，公路路基邊坡一旦受到水的侵擾，更容易發生不穩定的現象。本文在分析邊坡穩定性時，充分考慮滲水壓力對其造成的不良影響。斜坡中最容易發生失穩現象的為滑坡帶，它是基巖和滑坡體中間出現的裂隙，該部分較為軟弱。如果遇到雨水沖刷，在滑坡體重力的作用下，特別容易出現滑坡現象?；麦w承受的滲水壓力可以用下式計算：

式中，U 表示滲水壓力，L 和hw分別表示滑面長度和充水高度。

在充分分析滑坡體的受力情況的基礎上，可以列出如下公式：

式中，r、h、L 表示滑坡體的密度、高度、長度，α、φ表示基巖坡度和內摩擦角，c表示巖土的粘聚力。

考慮到滑坡體的受力平衡，認為當T=F時，滑坡體正好處于一種臨界狀態；如果T＜F則認為邊坡處于相對穩定的狀態；如果T＞F，則認為邊坡就會失去受力平衡，最終產生滑坡問題，影響公路路基的穩定性。臨界狀態下，對上述3個公式進行整合和化簡，可以得到滑坡體高度公式：

根據坡角、坡高及極限破壞角度之間的相互關系，可以得到極限破壞角α的計算公式，具體如下：

式中，H和?分別表示邊坡的高度和坡角。

上式中各參數都可以通過測量得到，進而計算得到邊坡的極限破壞角。

2.2 路基邊坡穩定性計算結果

根據以上理論計算公式，結合公路路基工程項目實際情況，選擇5處比較典型的路段，對其邊坡穩定性進行計算，所得結果如表1所示?；诒?中的結果可以看出，不同路段由于基巖屬性不同，其極限破壞角也不同。

表1 5處典型路段邊坡穩定性計算結果

3 拱形骨架防護工程施工技術分析

考慮到一級公路路基邊坡的穩定性相對較低，一旦遇到雨水沖刷時有發生滑坡的風險，因此需要對其進行防護［1］。下文主要介紹基于拱形骨架防護技術對路基邊坡進行防護的施工技術過程。

3.1 施工準備工作

正式開展施工前，應該組織所有現場施工人員和技術人員開展交底工作，對施工技術方案進行詳細學習，掌握施工技術規范等。對需要施工的公路路基邊坡坡面進行修整和處理，對臨時排水設施進行修訂。根據設計圖紙中的要求，在現場進行測量和放樣，并做好標注工作［2］。開展混凝土配比的實驗工作，確?；炷僚浔茸顑灒瑵仓Ч詈茫?］。

3.2 施工工藝過程

工程施工過程中，可以使用M7.5水泥砂漿來砌筑拱形骨架、護腳、腳墻、鑲邊等位置，利用C25混凝土來澆筑預制接水槽，利用M7.5水泥砂漿對頂部拱圈和鑲邊之間的空隙進行填補，填補的厚度為40cm。為了避免雨季雨水對邊坡造成沖刷，在骨架坡頂邊底板部位設計泄水口，其方向與路線保持平行，泄水口之間的距離設計為2m，泄水孔為邊長為10cm的正方形。拱形骨架在施工時，相關的技術參數主要包含以下幾點：如果公路路基邊坡的高度不超過8m，則將坡度設計為1∶1.5；如果邊坡高度超過了8m，則可以將邊坡坡度設計為1∶1.75。為了防止拱形骨架在使用過程中發生熱脹冷縮現象從而影響其正常性能，拱形骨架每間隔15m需要設置一道2cm寬度的伸縮縫，并在縫隙內填入瀝青。

3.2.1 施工放樣

施工放樣前，需要對圖紙進行仔細閱讀，然后嚴格按照圖紙中的設計要求，開展施工放樣工作。放樣過程中，需要根據邊坡坡率、公路路面標高以及防護坡道標高等數據，對坡腳的具體位置進行準確計算，再以坡腳位置為基準，開展施工放樣工作，整個放樣過程中需要做好標記［4］。

3.2.2 坡面修整

為確保后續施工過程的順利推進，在完成施工放樣工作后，需要對邊坡坡面進行清理和修整，確保整個坡面的平整性和夯實性［5］。

3.2.3 墻腳和溝槽開挖

開挖前，首先需要根據設計的骨架防護形式進行掛線，明確需要開挖的部分，然后就可以對墻腳和溝槽進行開挖。開挖時，必須確保開挖的輪廓線順直。該工序完成后，需要經過現場監理進行驗收，合格后才能夠進入下一道工序。如果檢查不合格，則需要進行整改。

3.2.4 墻腳和骨架砌筑

利用M7.5水泥砂漿對墻腳部位進行砌筑，砌筑的墻腳寬度和總高度分別為1m 和1.3m。為了應對水泥砂漿在使用過程中的熱脹冷縮問題，墻腳部位每間隔15m 需要設計伸縮縫，且伸縮縫和骨架中設置的伸縮縫保持平齊。對公路路基骨架進行施工過程中，首先需要在兩邊豎立桿子并掛線，尤其是要保證外線的平直，逐層收坡。為避免施工過程對立桿造成影響，施工過程中，每間隔一段時間需要對立桿的位置進行確認，如果發現立桿存在移位現象，則需要及時對其進行校正，只有這樣才能夠保證施工得到的拱形骨架達到設計要求［6］。在對路塹骨架進行施工時，同樣是從上到下進行放線并施工，所有的路基骨架和路塹骨架的銜接位置應該保持同樣高度，確保骨架與路基邊坡表面保持緊密接觸，避免中間出現間隙的問題。另外，拱形骨架兩端必須深入嵌入到主骨架內部。在進行砂漿砌筑時，必須確保砂漿的配比、密實度等滿足設計要求，砌筑體和面板相接觸的部位不得出現水泥砂漿，因為水泥砂漿會對面板鋪貼造成不利影響。

3.2.5 擋水板的設置

為了快速地將雨水排走，避免雨水對路基邊坡造成不良影響，在主骨架和次骨架內側全部需要設計擋水板，擋水板主要是利用C25混凝土澆筑預制而成，擋水板邊緣應該保持平齊和順直，且高度比骨架高出10cm左右。

3.2.6 養護

由于拱形骨架在施工過程中進行了混凝土澆筑，因此，在完成施工后的15h左右，需要對其進行灑水養護。為了確保混凝土澆筑表面的濕潤，避免水分的快速流失，可以在表面鋪蓋麻布。整個養護時間需要持續一星期以上。

3.2.7 砌筑沉降縫

正式施工前，需要對片石進行修鑿處理，確保沉降縫的邊緣保持平行狀態，防止出現凹凸不平的問題，影響沉降縫的砌筑效果。沉降縫內部可以用水泥砂漿進行抹平，確保水泥砂漿徹底凝固后才可以在表面上施加載荷。如果水泥砂漿在凝固前受到外界的沖擊和敲打，則會導致內部產生裂紋，從而影響其性能。

4 實踐應用效果分析

本次公路路基防護工程項目于2019年3月份正式開始施工，整個施工周期持續3個月，于當年6月份全部施工完畢。經歷2年時間后，從整體效果看，路基邊坡整體情況較為穩定，沒有被雨水沖刷而失穩的現象。與其他防護技術相比較，拱形骨架防護技術方案具有更多的優勢，如制作運輸方便、施工過程簡單、實踐應用效果好等。

5 結語

為了提升公路路基服役過程的穩定性，避免后期使用時邊坡受到外界因素影響產生滑坡問題，有必要對其邊坡進行防護。在長期的工程實踐中，人們總結了很多邊坡防護技術方案，其中就包括拱形骨架防護技術。已有的實踐經驗表明，此項技術防護方案可以取得很好的應用效果。本文主要分析介紹了拱形骨架防護技術在公路路基邊坡中的成功實踐，以期對其他工程項目有所借鑒。