摘要:随着中国经济的快速发展,地区交流日趋紧密,为保障经济稳步增长,交通建设显得格外重要,其中公路建设,更是交通建设的命脉。受地形地貌影响,尤其以云、贵、川为代表的西南山区,公路建设难以避免的将形成大量高填方路基,而路基边坡的稳定问题则直接影响公路施工和运营安全,一旦路基边坡失稳破坏,将会造成难以估量的严重后果。本文从路基边坡的失稳破坏模式及稳定性分析方法出发,总结了边坡防护的常见措施,及施工中的注意事项,为公路路基边坡的设计、施工提供一定指导,以达到相互学习,相互促进的初衷。追求将我国公路建设的越来越好。
关键词:公路路基;边坡设计;边坡防护
引言
近年来,国家在全国各地范围内普及公路建设,从国道、省道、到乡道,村道公路几乎延伸到人们去的各个角落。整体而言,公路的飞速发展促进了各个地区的联系,给国民经济的腾飞产生了巨大的助推作用。但是,快速增长的交通运量给公路建设造成了极大的压力,对公路质量提出了新的要求,如何能够建设符合人们需求的公路,是工程建设过程中需要解决的问题。在公路工程建设过程中,路基边坡的施工是整个工程中至关重要的步骤,决定了公路整体质量。因此,公路路基边坡的设计及防护需要引起人们的重视。本文我结合工作实践从两个方面对边坡稳定性问题进行分析。
1公路路基边坡的重要性
在对路基边坡进行设计时,首先应查明对边坡区的基本工程地质条件,包括地形地貌、地层岩性、地质构造等。边坡区工程地质条件是决定边坡稳定性的关键因素,与人类的活动相比,工程地质条件会对边坡稳定性造成较大影响。之前,由于公路建设等级相对不高,或公路建设区多集中于人口密集、工程地质条件简单、地势起伏较低的地区,路基填方规模相对较小,路基稳定性问题相对较少。但是近年来,随着公路建设等级的不断提高,线型要求的不断强化,及向西南山区的不断挺近,出现大量的高填方道路,路基边坡的稳定问题越来越突出,边坡不稳不仅影响行车安全,而且会影响其他路段的交通,出现巨大的经济损失。因此建立一套完善的路基边坡评价与防护的体系已迫在眉睫。
1.1公路路基边坡的稳定
在公路路基的建设过程中,为增加路基稳定性,将路基填方体按照一定坡率分级填方形成的边坡称为路基边坡。路基边坡放缓坡率分级放坡能够有效的减缓坡体的应力集中,增加路基的承载力及降低变形。但受控于填方边坡路基填料、下伏土层性状等条件,路基边坡可能出现局部或整体滑动破坏。路基边坡如下。
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1.2公路路基边坡稳定性分析方法
随着公路工程技术的发展,许多方法被运用到路基边坡稳定性分析过程中。最常见的公路路基边坡稳定性分析方法可分为两种,一种为力学分析法,另一种为工程地质法。①力学分析法主要有数解法,这个方法数据比较准确,但计算相对麻烦。此外,查图或查表的方法也可以进行边坡稳定性分析,此法简单,但精确度较差。②工程地质法根据不同土类及其状态,在工程地质调查的基础上,研究各种文献资料,设置基边坡稳定值参考数据,在在实际施工时在根据实际情况更正。通过工程地质法可以确定路基边坡的类型,例如当工程地质条件简单,无不良地质灾害发育,且路基规模相对不大时,可将路基边坡设计为一坡到顶的直线型路基边坡,而当边坡较高或者路基工程地质条件较差时,需要采用折线形的边坡。
1.3公路路基边坡的工程设计
公路路基的边坡设计问题整体而言包括四个部分,即边坡的整体设计方案、排水系统的设计、支护结构的设计以及其其它部分的设计。整体设计中必须对整个路基边坡有一个整体的规划,例如边坡的高度、大小、坡度等;在排水系统的设计中,主要有三个方面,在坡顶应该设置截水沟、排水沟以及防止地表水渗入边坡体内的结构设计,坡面设置泄水孔,在台阶处及坡面设置的排水沟位置及大小等;支护结构的设计较为重要,在方案设计时要考虑采用怎样的支护形式,在什么位置进行支护等,例如,在坡脚采用桩板墙,以上坡面采用绿化植草防护等;其他结构的设计如踏步、种植槽、安全护栏以及沟盖板等设计。
2公路路基边坡常见的问题及防护措施
公路路基边坡常见的问题主要包括两类,即路基沉降及路堤边坡失稳破坏。路基沉降主要是由于路基下伏软弱土层,在路基填土荷载的作用下发生压缩沉降,此外,路堤本身压实度控制不到位,也会造成路基填土本身的压缩沉降,从而使路基总体沉降。路堤边坡失稳破坏则主要包括局部失稳和整体失稳,局部破坏主要变现为填土路基变层的浅层滑塌,主要原因是由于路堤填方坡率较陡,或填料力学性质较差,加之压实度控制不到位所引发;路基边坡整体失稳则变现为填土路基顺下伏软弱地层产生顺层或内部圆弧滑动破坏,主要原因则是下伏深厚软弱土层或陡斜坡路基,使得路基整体力学性质较差,产生整体滑动失稳。解决路基病害问题,必须从设计到施工严格根据要求,做好每一步。同时做好相应的边坡防护措施和排水工作主要应做到以下几点:
2.1路基设计要做好方案比选
在做具体的路基设计之前,全面收集沿线水文、气象、地形、地质条件等详细资料进行综合分析,根据测得的横断面和填挖高度进行设计方案的比选,确定设计方案以后再做详细设计,保证设计符合实际。以往做高填路堤及其它构筑物(桥隧)比选时,常是片面的从节约工程投资出发,忽视运营期深堑高堤给养护增加的困难。一般高路堤稳定性差、差异沉降较大,道路长期难以稳定。所有这些都会造成路基病害或增加养护维修工作。所以在比选中不应只算土石方的多少,对路基可能出现的病害应有足够的估计,需做的防护工程也应一起计算。在经济价值相差不大时,宜采用构筑物(桥隧)方案,以少做深堑高堤为原则。
总之,在做设计方案比选时,不能只考虑当时的造价,而要考虑到施工方便、安全,避免路基病害,减少养护维修工作量并顾及农业占地的需要,全盘衡量,防止片面性。
2.2严格按照路基施工要求进行施工
1)填坑时的处理。路基的施工质量决定着整个公路施工的质量,也是公路能否经受住时间、考验的关键。要保证路基质量,路基的填筑工程马虎不得。
2)路堤填料。路堤填料应有一定的强度,避免使用强度不达标的土体(如垃圾土),以及硬度不合格的土质。
3)路基压实。路基施工时土质的含水量,一定要符合工程施工标准,否则容易产生弹簧、翻浆,影响路基强度和稳定性,还会给路基的压实带来一定的困难。施工过程中不断进行实验,来确定不同填料的最优含水量、分层的厚度、碾压次数、最佳的施工方式。
2.3做好边坡防护工作
1)植物防护不但可以美化环境、净化空气、也可以一定程度上稳固路基边坡的坡面,相对来说又比较简单、经济。一般防护都会先考虑植物防护,所以其土质要满足植被的生长,而且边坡较缓。在高速公路上,常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。生态防护是现代公路路基边坡防护的主要方式,它主要是通过在边坡种植植被以此来达到稳固边坡浅表土层的目的。由于现代社会对于环境保护理念的增强,对路基边坡进行生态防护已经成为路基边坡支护的重要手段。生态防护措施具有非常明确的特点,主要体现在三个方面,第一,功能性较强,植被在公路绿地中的主要用途是护土回坡,防止水土流失,无植被的边坡极易发生地表径流,进而产生侵蚀沟;第二,经济型较强,利用草坪护坡,可以大大降低建设成本,如采用浆砌石块护坡,则工程量大,成本高,每平方米造价在20元以上,施工进度也较慢,而采用植物护坡,成本低,每平方米仅3-10元,施工进度快;第三,生态性价比较强,在高速公路系统中,由于汽车数量多,速度快,会排出大量的尾气,产生噪声,草坪可以有效地吸附尘埃,吸收尾气,降低噪音,植被还可以显著降低路面温度。
2)工程防护主要是当地的土质环境不符合植被生长需要人为构造防护措施,工程防护的方式包括在路基两边砌上石块,或建筑护面墙、水泥混凝土预制块防护等
2.4做好路基排水工作
在水的长时间侵蚀下,路基填土变得松动,一定的程度上减少了路基的稳定性与耐压性,且积水的长时间积累,会逐渐透过路面侵蚀路基,在长期的循环下,就会降低路基填土的力学性质,影响路基的稳定。
1)路面排水。路面排水是排水的重点,究其根本就有一条原则,使水快速离开路面,避免水渗入路基线下面,同时控制排出的水不要冲刷路基边坡。路面排水主要方法就是设计采用一定横坡路面,使水快速流出。
2)地下排水。地下排水主要是通过地下暗沟排水渠等进行排水。
3结语
公路路基边坡防护理论和方法对于现代公路交通建设至关重要,随着对公路等级要求的提升,路基边坡防护也就越来越重要,根据各地实际情况,采取有针对性地措施,选好防护方式,确保边坡牢固,从而确保公路能够正常、长久安全使用。
参考文献:
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[3]何文明.公路路基边坡防护工程方案的规划[J].四川建材,2017,06(08)
论文作者:林超
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/31
标签:路基论文; 公路论文; 防护论文; 路堤论文; 稳定性论文; 公路建设论文; 工程地质论文; 《防护工程》2019年第5期论文;