路基穩定及防護設計分析
——以惠東快速通道向東延伸段工程為例

鄧珍旺

（福建省交設工程咨詢有限公司,福建 福州 350004）

0 引言

道路交通的建設水平反映著經濟的發展水平，建設四通八達的交通網絡對城鎮的發展起到了很好的促進作用，因此作為城市發展的載體，每一條道路都具有其獨特的功能定位，建好每一條道路都是建設者們的責任與榮譽[1]。作為道路主要組成部分的路基，其復雜性導致了其質量的多樣性，因此要將路基的穩定性和安全性放在核心位置，確保其形變始終保持在允許的范圍之內。在路基穩定性的設計過程中，要對各種影響因素進行詳細分析，采用切實可行的措施來確保道路安全穩定運營[2]。

1 項目概況

惠東快速通道向東延伸段是惠安縣路網的主骨架，是打通324國道、泉南高速南惠支線并連接斗尾港的疏港大道、通往惠安動車站的便捷通道，項目的建設將增強惠安城關的輻射力，帶動惠安沿線村鎮經濟的進一步發展。項目全長14.823 km，采用二級公路兼城市道路功能設計，主車道設計速度80 km/h，輔道設計速度40 km/h，路基寬度60 m，主車道雙向六車道，兩側各設置兩車道輔道以及人非車道。

項目沿線地形總體上為西北高、東南低，場地起伏不平，沿線現有地面標高約3.00～31.00 m，西北部以丘陵地貌為主，東南部毗鄰惠安大港灣，以海岸平原地貌及濱海灘涂地貌為主，局部為濱海地貌，而且養殖水塘、水渠分布較多，水系發達。

2 影響路基穩定的因素

2.1 區域地質情況

該項目位于福建東部沿海區域，根據區域地質資料，場地及其附近無活動性的斷裂帶通過，未見明顯的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，不存在巖溶作用等，未發現有地下洞穴、暗濱等對工程施工不利的地下埋藏物，總體上適宜道路建設，因此區域地質條件總體上對路基穩定是較為有利的[3]。

2.2 區域降水及地下水文情況

惠安累年最大降水量達到2 088.5 mm，全年日降水量≥25 mm的天數為13天。而且7—9月份為臺風盛行期，伴有較多的降水天氣，同時項目區多年平均相對濕度較大，達到了78%。

項目場地地下水主要為砂層孔隙水和巖石風化帶孔隙裂隙水（承壓水）[4]。西北部丘陵地貌地下水位一般埋深2～8 m，變化幅度1～4 m，地下水位跟地勢有關，差異較大；東南部濱海平原地貌地下水位埋深1～3 m，變化幅度較小；濱海灘涂地貌地下水位埋深0～2 m，變化幅度較小[5]。

因此，項目路基土體受濕化的程度相對較大，對路基穩定是較為不利的，設計中應注意加強防沖刷及路基排水等措施的設置。

2.3 巖土體情況

巖土類別也是影響路基邊坡穩定的重要因素。根據地勘報告，該項目場地地基土由素填土、雜填土、淤泥、淤泥質黏土、粉質黏土、中細砂、中粗砂、殘積砂質黏性土（輝綠巖殘積土）、全風化巖（全風化輝綠巖）、強風化巖（強風化輝綠巖）和中風化巖（中風化輝綠巖）等組成。素填土和雜填土、淤泥和淤泥質黏土等力學強度低，工程地質性能較差；中細砂和中粗砂力學強度一般，工程地質性能一般；粉質黏土、殘積砂質黏性土力學強度較高，工程地質性能一般。

因此，針對不同地基巖土體類別，設計過程中應注意區別，根據不同參數進行路基穩定性驗算分析并采取有效的防護措施，對于軟弱土層應有針對性地提高承載力，對于不同形式的支擋結構則應進行地基承載力、整體穩定性等多方面考慮。

2.4 其他影響因素

海洋潮汐情況也是影響路基的重要因素。項目毗鄰大港灣，灣口外為開敞海域。根據當地統計資料，灣內最大潮差達6.67 m，最小潮差1.22 m，總體變化較大，平均漲潮歷時6.4 h，外海潮流為明顯的旋轉流，漲急流速為0.86 m/s，落急流速為0.83 m/s，受地形的影響灣內呈現明顯的往復流特性，漲潮流由南向北，落潮流由北向南。由于潮水的沖刷作用對路基邊坡穩定性的影響大，因此設計時在滿足標準防洪水位的情況下，還應注意考慮防沖刷及防浪要求。

3 路基穩定及邊坡防護

3.1 設計思路

在設計路基邊坡防護方案時，結合穩定性、景觀綠化和排水設施等因素，對該項目路基防護提出以下建議：首先是滿足現行工程規范要求；其次是尊重客觀條件，因地制宜地選擇合適的填料，惠安石材業較發達，儲量可滿足項目需要，而且運輸距離較近；再則結合各路段地形地質條件，選擇安全、經濟、有效的防護方案；最后還應滿足方便施工、便于養護的防護方案。

受地形條件、沿線村莊及規劃地塊、路線平縱面指標要求、寺廟、海岸線等因素影響，該項目路基邊坡防護形式復雜多樣，該文針對幾種主要的邊坡防護進行設計與處理分析。

3.2 路基支擋

以K10+675～K10+755路段右側填方邊坡為例，該路段分布有多棟民房，房腳距離道路人行道邊線約6.8 m，邊坡高度7.12 m，自然放坡時需拆遷民房。考慮節省投資，設計中采用擋土墻收坡。該路段地層參數情況如表1。

表1 路段地層參數情況表

考慮道路與民房距離較近，且擋土墻基坑開挖時也需要臨時多占用空間，因此考慮按路肩墻設置。適用于該路段路和房屋平面關系的擋墻形式主要有重力式、懸臂式、扶壁式以及板樁式等，懸臂式墻高一般不超過5 m，樁板式墻多用于滑坡等特殊路段治理而且造價較高，因此設計過程中選取了衡重式和扶壁式兩種類型擋土墻作為比選，同時墻底主要位于粉質黏土層。詳見表2。

表2 兩種不同類型擋土墻比選

通過驗算，扶壁式擋土墻整體穩定性可以滿足要求，同時對地基承載力的要求也較小；通過路基整體沉降及穩定分析，持力層下的軟弱下臥層對路基整體影響不大，持力層通過簡單的平整以及碎石墊層鋪筑后即可施工墻體。而衡重式擋土墻由于墻身較高，對地基承載力的要求也較大，由于持力層承載力特征值僅為150 kPa，無法滿足設計要求，同時設置擋土墻后的路基整體穩定性不滿足要求，因此推薦采用扶壁式擋土墻，詳見圖1扶壁式擋土墻驗算結果示意圖。

圖1 扶壁式擋土墻驗算結果示意圖

3.3 護岸

以K13+760～K14+380路段右側填方邊坡為例，該路段路基位于大港灣淺灘處，為減緩路基受到的海浪沖擊，設計中采用了漿砌塊石弧形擋浪墻護岸。

施工護岸前應對淺灘表層泥沙進行清挖，再拋填10～100 kg塊石作為基床。護岸擋浪墻下部采用漿砌塊石小墻，小墻中間現澆混凝土塊，其上為漿砌塊石墻體，臨水（海側）面采用條石鑲面，臨水面為3∶2斜面，頂部為C30現澆混凝土壓頂，海洋側面做成弧形以防潮浪上岸。護岸后方設置拋石棱體，拋石棱體上部及后部設置由二片石、混合倒濾層和土工布組成的倒濾結構，其后為回填中粗砂，并在護岸前設置400～500 kg的護肩和護底塊石，防止波浪淘刷基床和地基，詳見圖2防浪墻設計方案示意圖。

圖2 防浪墻設計方案示意圖

3.4 TBS植被防護

以K13+570～K13+720路段挖方邊坡為例，該路段路槽以上主要為中風化花崗巖、碎塊狀強風化花崗巖、碎塊狀強風化輝綠巖以及素填土層，邊坡地質條件總體較好。考慮邊坡高度總體較小，均未超過20 m，且路線經過該山體最高處，因此在滿足自然穩定的情況下坡率采用1.0+1.25；同時采用TBS基材混合物+掛網+錨釘+植被的形式進行防護，以增加綠化景觀舒適性以及防沖刷能力。

3.5 路基排水

水害是路基最常見的破壞形式，因此在路基排水設計時，要對氣候（降水）、水文和地形等因素進行綜合考慮。以匯水量測算為依據，將路基排水設施與現狀水系良好銜接，保證路基排水功能發揮出最佳的作用。

邊坡面匯水、坡頂山體匯水以及部分坡體藏水是路塹邊坡水的主要來源，在邊坡設計時，要從具體情況出發，分析匯水面積、排水方向等因素，合理設置坡頂截水溝、急流槽的位置，以及設置平臺截水溝、坡腳邊溝等，完善排水系統，使其能夠發揮作用，防止雨水大量地滲入到路塹坡體中，導致土體抗剪力強度破壞，進而引發山體滑坡等自然災害，給道路的運營造成影響。

而作為城市道路的路基排水設施，由于受地形、地塊開發等條件制約，為構筑完善的排水系統，有時還需將路基排水接入市政雨水管道，通過雨水管網系統排走路基水。需要與相關部門做好溝通銜接，充分考慮匯水量、管徑尺寸、沉泥設施以及其他防淤堵措施等，使降水能及時排走，同時避免后期維護困難。

3.6 邊坡綠化

城市的發展繞不開環境保護，道路的建設帶來的一大問題就是植被破壞、水土流失等生態環境問題，使得道路綠化的要求隨之升高。做好路基邊坡綠化設計，使之成為城市整體景觀的點綴。在邊坡綠化以后，邊坡的抗滑能力和穩定性會有不同程度的改善，同時也使水土流失等問題得到有效的處理，為城市生態文明建設提供有力的支撐。因此，在進行邊坡防護綠化時應統籌設計，并從適宜性、協調性等方面合理選擇植物，同時還應做好運營期間植被養護，以使其發揮出最佳的邊坡防護作用，從而使路基邊坡的穩定性得到保證。

4 結束語

在道路路基設計過程中，要綜合分析項目區域氣候地理條件、各路段地質及水文情況，因地制宜地選擇有效可行的處理措施。該文以惠東快速通道向東延伸段工程為例進行了詳細設計分析，針對不同路段邊坡防護的具體要求提出不同的設計方案。同時謹以此文與同行交流學習，共同努力，推動道路建設的可持續發展。