公路路基边坡病害的防护与治理
2015-07-29
前言
路基边坡的滑塌是最常见的路基病害之一，根据边坡土质类别、破坏原因和规模不同，主要破坏形式为溜方、滑坡、剥落和碎落崩塌四种。溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成，即边坡上薄的表层土下溜，通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。滑坡是指一部分土体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动，主要是因土体的稳定性不足引起的。路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空，或填土层次安排不合适等；路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。剥落和碎落是指边坡风化岩层表面，在各种外界环境的影响下使表层岩石从坡而上剥落下来的破坏形式。崩塌通常是指较大的石块脱离边坡表面沿坡而滚落下来。
一、影响边坡稳定性的因素及破坏形式
通常情况下，工程施工地区的地质水文条件、气候因素、地貌因素以及风化作用都对边坡的稳定性造成一定程度的影响。随着社会发展速度的进一步加快，边坡稳定性受到工程活动的影响也逐渐加剧。路基边坡稳定性破坏的形式一般有以下几种形式：
1滑坡。当雨水冲刷或振动等因素对边坡上的土体或岩体造成影响，通过重力作用，沿滑动条件而产生剪切破坏的现象，则被称之为滑坡。
2碎落。在大气温度改变的作用下，路堑边坡的上层或岩石表面会有胀缩现象发生，促使从坡面上岩石或土壤有剥落的风化现象出现。当老的碎落物掉落之后，则会有不断产生的新碎落物出现，也就是碎落病害。
3滑坍和崩塌。滑坍主要是指路基边坡的上部或岩石出现整体下滑的现象，与碎落现象相比，该形式规模较严重。坍塌是在重力作用下，整块岩石出现崩落及倾倒现象，最终在边坡底部得到沉积。
二、公路路基边坡稳定性的控制措施
（一）设计阶段
设计阶段应遵循“综合设计、就地取材、以防为主，确保施工”基本原则，路基坡面防护应在稳定的边坡上设置，防护类型的选择应综合考虑工程地质、水文地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工期等因素的影响，对于路基稳定性不足和存在不良地质因素的路段，应注意路基边坡防护与支挡加固的综合设计。
路基防护类型主要分边坡坡面防护和边坡冲刷防护两种类型。目前，山区公路常见的型式主要有喷播植草、拱形骨架、挂网植爬壁藤、窗孔护面、挡土墙等多种防护型式。这几种防护型式适用条件各不相同。山区低等级公路（二级及二级以下公路）常常出现路基边坡垮塌、碎落等问题，与部分设计人员的设计有一定关系。如受建设资金因素制约（山区道路投资有限），整个项目投资不足，为减少工程造价，设计单位取消或减少部分合理的防护工程数量；设计单位调查边坡地质水文条件不仔细，须钻孔探明地质的路段未钻孔或钻孔数量达不到要求，地勘资料无法满足基本要求，施工阶段有没有根据实际地质条件对方案进行优化调整；或设计不够全面，仅根据地质条件进行防护设计，未充分考虑水文、施工条件等因素，增加了后期施工难度。应重视设计阶段对路基防护的重要性，设计阶段要深入研究，根据地质、水文条件及当地材料等情况，因地制宜就地取材，选择合适的防护类型或采取综合措施，以保证路基稳定。
（二）施工阶段
施工阶段，是设计文件的实施阶段，其质量好坏直接影响路基边坡的稳定性和耐久性。在这个阶段应加强管理，从人、材料、过程几方面加强控制，切实提高施工质量。
1对于施工人员的控制
路基边坡防护主要是通过人员进行操作的，无法实现机械化。所以，工程质量直接受施工人员自身素质、施工水平以及质量意识的因素影响。这就要求施工单位健全质量保证体系，完善管理制度，进一步提高施工人员的责任意识和质量意识，调动施工人员自身的主观能动性，有效保证施工质量。对于关键岗位的人员（专业质量检查员、测量员、材料员、和施工员以及试验员等）应进行上岗培训，经考核合格后才可上岗工作，对人员的事前控制进行落实。在施工过程中，对施工管理人员及作业人员的现场施工管理及施工状况进行随时检查，若施工现场中出现存在较差的管理能力及责任心的人员应及时的进行撤换，选择会技术懂管理的施工人员实施工程操作，不断对施工人员的自身素质及管理水平进行提升，通过有效控制施工人员的自身素质，进一步实现施工人员工作质量的提升，从保障工程质量。
2对于施工材料的控制
作为工程施工质量的基础，原材料质量的好坏直接影响整个工程的质量等级、外部造型、结构安全以及建成后的使用功能。通常情况下，使用低劣的工程材料造成质量事故时，要想进行弥补及修复会存在较大难度，造成工期的拖延和人力的浪费。因此，在施工过程中，应对工程施工原材料的质量进行严格控制，严格执行施工材料入场报验审批制度，尽可能有效避免该类质量事故的发生。在施工中，应尽量选用较大石料储量的采石厂以及供应充足且质量均匀的砂厂内的产品进行运用：
2.1确保使用检测合格的原材料，条件允许的情况下，可适当提高其质量要求，使施工质量留有富余。根据施工工艺、场地要求等选择规格适宜的块石、片石等原材料，减少施工难度。
2.2水泥入场时，应对其级别、袋装质量、品种、包装以及出厂日期批号实施按批次验收。将所有入场水泥的出厂检验报告及产品合格证书进行检查，运用相同厂家、品种、批号、强度以及出厂日期的水泥作为试验，对其强度、安定性及凝结时间进行判断，确保水泥质量能够与相关规范要求相符。
2.3砌体中所使用的砂应采用较强坚固耐久性且粒径在小于 5mm的天然中砂，避免含泥量超过5%。中砂的运用能够应砂浆的和易性得到改善，促使水泥用量得到有效的保证。在施工现场根据相同品种、场地以及规格对入场的砂进行抽检，促使器细度模数以及颗粒级配得到掌握。
3施工过程中的控制
3.1砌筑基础之前，应先清除基底表面存在的风化及松软土石，当通过检查基坑达到合格要求后，应立即对一层砂浆进行铺满，并实施坐浆砌筑。对于第一批选用的石块应较为方正，确保大面朝下，平稳放置。在砌筑第二批石块时应和第一批保持上下错缝互相连接。将砌体的走板达到平顺整齐效果且紧贴坑壁。当砌筑完基础之后应及时回填，回填采取逐层填土逐层夯实的方式，切实保证基础结构的稳定性。
3.2禁止在找平处理中用碎石块进行填充后并塞砂浆，或出现只填充砂浆、只填碎石块的现象，避免砌石出现空架空、石块各不搭接的效果，从而出现夹心墙，严重情况下会导致大小不一的“鼠洞”产生，降低砌体的强度。填筑砌法的实施应按照大小不同的空隙对砂浆进行铺垫，运用合适的石片在空隙中进行挤入，对于过大的空隙应运用两块片石进行填筑密实，避免石块之间相互碰撞，从而有效提升砌体的强度。
3.3选用的砌体应处于平顺整齐状态，表面砂浆饱满，且有整齐的砌缝。砌体在砌筑的过程中应对深度为两厘米的凹缝进行留出，确保宽度与错缝之间的距离都能与施工要求相符，避免存在裂缝和脱落现象。当砌筑结束之后，应及时进行洒水养护，避免有开裂脱落现象发生，通过及时运用覆盖养护及洒水养护的方式，使砌体始终处于湿润状态，通常在常温条件下，养护时间应超过 7 天。
三、常见路基边坡防护型式
1、植草防护。
植物防护是在边坡上种植草或植树，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境，调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，而且又比较简单、经济。
植草防护应因地制宜选择根系发达、茎矮叶茂耐旱草种，严禁采用生长在泥沼地的草皮。
2、干砌片石护坡
干砌片石适用于保护边坡免受大气降水和地面径流的侵害，以及保护浸水路堤边坡免受水流冲刷。对严重潮湿或有冻害的路段、长期承受主动土压力地段一般不宜采用干砌片石防护，可用于下边坡中的土质边坡防护，适用于坡度缓于1：1.5的土（石）质路堑边坡。
3、浆砌片石护坡
浆砌片石设置在浸水路堤及可能发生坡面被冲刷的缓于1:1的易风化岩石和土质边坡。当水流速度较大时（如4-5m/s），波浪作用较强，以及河流可能有流木及其他撞击物等冲击作用时，宜采用浆砌片石防护，必要时可与浸水挡墙或护面墙同时设置。浆砌片石护坡优点是耐久性较好，适宜防护不同控制边坡中的岩土层和不同位置的边坡，且造价适中，故适用于上下边坡中的一般坡面。
5、拱式、网格防护。
这种防护方式克服了鱼鳞状砌石防护排水抗冲刷能力弱和污工量大的特点，最大限度地绿化坡面，外观较好，在高填方、长直线的护坡段，能达到美化、绿化的双重效果，是近年来公路防护常用的方法之一。缺点是施工较繁琐，劳动强度大，对坡面要求严格，拱内必须填土植草或进行其他工程防护，否则易被雨水冲蚀。
6、预制块铺砌防护。这是目前高速公路上应用较多的护坡方法之一，由于预制块的规格一致，易于施工，外观整齐，最大限度地减少了坡面防护对植草绿化的依赖性，即使坡面绿化效果不好，也不容易造成太严重的冲刷现象，缺点是造价高，施工难度大。
7、喷射混凝土防护。喷射混凝土法分为素喷法和锚喷法。素喷法为直接将高标号砂浆喷射在大致平整的岩面上，使坡面易松散的颗粒得以稳固，保证行车及行人的安全。它用于表层易松散的风化岩面。锚喷法，其工作原理是利用锚杆将滑动体固定在山体上，以锚杆约束山体的滑动，并在滑动体表面锚头上加挂钢筋网并喷射混凝土，在滑动体表面形成钢筋混凝土板体结构，这样可以将松散的岩石固定为一个整体，以达到彻底根治滑坡的目的。锚喷法适用于大部分岩石土和碎石土等地质结构山体和易产生滑坡地段，它可预防早期滑坡的产生。只要产生滑动的区域面积不很大，滑动层不很厚，都可以采用此方法。
结语
路基防护工程质量的好坏直接影响着整个公路工程的质量。所以，应充分重视路基防护工程的设计和施工，设计时应应广泛调查、深入研究，制定合理、科学的防护方案，施工中应科学管理、精细施工，提高施工质量，充分发挥国家投资的综合效益。
