摘要:文章主要論述了公路邊坡破壞的主要型式與機(jī)理,并對公路邊坡常見的防護(hù)形式作了簡單介紹。在實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)公路邊坡的土質(zhì)、水文、氣候等特點(diǎn),靈活采用不同的防護(hù)型式,確保公路邊坡穩(wěn)定、安全、環(huán)保。
關(guān)鍵詞:公路;邊坡;破壞;防護(hù)
中圖分類號:U417.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1000-8136(2009)24—0065—02
隨著公路等級的不斷提高,邊坡防護(hù)也越來越受到重視。由于有些公路路基較寬、挖填較大,特別是山嶺重丘區(qū)公路,高填深挖較多,因此,積極做好邊坡防護(hù)至關(guān)重要,以防止雨水、泥石流沖刷、坍塌等現(xiàn)象發(fā)生。
1 邊坡破壞的主要形式與機(jī)理
1.1 公路下邊坡
路基下邊坡一般為填土路堤。受力穩(wěn)定的路堤邊坡的破壞,主要表現(xiàn)為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來自大氣降水對邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷,使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝,沖溝不斷發(fā)展導(dǎo)致路基發(fā)生破壞;沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪區(qū)內(nèi)的路堤,還要受到洪水的威脅,這種威脅表現(xiàn)為沖毀路堤玻腳導(dǎo)致邊坡破壞。
邊坡破壞還與路基填料的性質(zhì)、路基邊坡高度、路基壓實(shí)度有關(guān)系。一般地,砂性土邊坡較粘性土邊坡易于遭受沖刷而破壞,較高的路基邊坡比較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷,壓實(shí)度較好的邊坡,比壓實(shí)度較低的邊坡耐沖刷。
1.2 公路上邊坡
上邊坡是人工開挖的斜坡,其強(qiáng)度應(yīng)滿足穩(wěn)定邊坡的要求,這樣的穩(wěn)定邊坡在降雨、融雪、凍脹及其他形式的風(fēng)化等作用下,邊坡主要破壞形式為沖刷、崩坍等。
沖刷破壞一般發(fā)生于較緩的土質(zhì)邊坡,如砂性土邊坡、亞黏土邊坡、黃土邊坡等,在大氣降水的作用下,沿坡面徑流方向形成許多小沖溝,如不采取任何防護(hù)措施,有逐年擴(kuò)大的趨勢;在邊坡坡腳,冬季往往發(fā)生積雪,造成坡腳濕軟,強(qiáng)度降低,上部土體失去支撐。發(fā)生破壞;同時(shí),高速行駛的汽車濺起的雨雪水,也沖刷坡腳。總之,土質(zhì)邊坡的坡腳部位,是邊坡的最薄弱環(huán)節(jié)。
邊坡的崩坍,一般分為三類:落石型、滑坡型、流動(dòng)型,有時(shí)在一次崩坍中會(huì)同時(shí)具有這三種形式。
2 主要防護(hù)措施
2.1 邊坡植物防護(hù)
植物防護(hù)對坡面進(jìn)行防護(hù),是在整體穩(wěn)定情況下進(jìn)行的防護(hù)。植物防護(hù),可美化路容、協(xié)調(diào)環(huán)境、調(diào)節(jié)邊坡土的濕溫,起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用,它對于坡高不大,邊坡比較平緩的土質(zhì)坡面,是一種簡易有效的防護(hù)設(shè)施。植物防護(hù)的方法有:種草、鋪草皮和植樹。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土質(zhì)、含水量等因素,選用易于成活,便于養(yǎng)護(hù)和經(jīng)濟(jì)的植物類種。
2.1.1 土質(zhì)邊坡
具有自我修復(fù)、恢復(fù)的功能。但隨環(huán)境的變化有眾多不確定性,要進(jìn)行防護(hù),需借助人工,結(jié)合土壤的性能,將邊坡修整成20 cm~30 cm臺(tái)階狀,選用適宜當(dāng)?shù)貧夂驐l件的植物進(jìn)行防護(hù)。例如:在雁北地區(qū)溫差大,土壤貧瘠、干旱,因此通常先用紫穗槐、沙棘、檸條等根系發(fā)達(dá)、耐干旱、耐貧瘠、抗逆性強(qiáng)、防護(hù)作用持久的優(yōu)良灌木進(jìn)行成苗種植,形成邊坡防護(hù)體系,防止徑流沖刷。在宜林路段,坡腳可栽植高大喬木,以保證坡腳的穩(wěn)固。
2.1.2 砂礫土邊坡
砂礫土邊坡易侵蝕,栽植灌木、喬木施工難度大且會(huì)造成邊坡不穩(wěn)定的傾向,為此通常選用一些適宜的草本植物來防護(hù)。如鳶尾科多年生草本植物馬藺。馬藺直立叢生,植株高(即葉長)約30 cm,根系發(fā)達(dá),抗性和適應(yīng)性極強(qiáng),耐鹽堿、生命力強(qiáng)、耐踐踏,而且具有極強(qiáng)的抗病蟲害能力,不僅在馬藺植被中從不發(fā)生病蟲害,而且由于它特殊的分泌物,使其與其他植物混植后也極少發(fā)生病蟲害,植被一旦形成,即不必進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù),收到一勞永逸的效果;或選用黑麥與小冠花聯(lián)合種植來穩(wěn)定邊坡。
2.1.3 路塹土質(zhì)邊坡和填石邊坡
此類邊坡的防護(hù),需根據(jù)坡面的高度進(jìn)行選擇,坡高小于3 m的,采取坡腳散播波斯菊,坡頂間隔栽種檜柏等常青灌木;坡高大于3 m,通常選爬山虎、山蕎麥等藤本植物,利用它們萌芽能力強(qiáng)、生長速度快、枝條粗壯、多分枝、頂端有吸盤、莖蔓接觸地面極易產(chǎn)生不定根,能夠迅速覆蓋邊坡的特點(diǎn),在坡腳栽植一行藤本植物,不僅可起到美化和穩(wěn)定邊坡的作用,還具有減少噪聲、吸塵、綠化環(huán)境的作用。
2.2 土工材料生態(tài)防護(hù)
近年來,一種新型的土工合成材料——土工格室開始被推廣并應(yīng)用于植被護(hù)坡工程。它具有立體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度高、剛度大,整體性好,伸縮自如,運(yùn)輸方便。使用時(shí)可充填土石等材料,同時(shí)對水流起到緩解消能作用,可促使其攜帶物沉淀在格室中,有效避免草籽及幼苗被雨水沖走流失,可大大提高邊坡的植物覆蓋率。土工格室經(jīng)超聲波焊接而成,具有蜂窩狀格室結(jié)構(gòu),做護(hù)坡的穩(wěn)定性較好。根據(jù)邊坡坡度陡緩情況,可采用平疊砌式護(hù)坡或平鋪式護(hù)坡。土工格室鋪設(shè)后不僅要對坡頂加固,而且要對坡腳進(jìn)行錨固反壓加固或剛性支撐加固,以確保土工格室的整體穩(wěn)定性。單獨(dú)采用土工格室護(hù)坡初期,因草灌種子發(fā)芽需一定時(shí)間。邊坡綠色覆蓋綠很低。因此通常采用土工格室上覆蓋一種三維結(jié)構(gòu)的似絲瓜絡(luò)樣的網(wǎng)墊——三維植被網(wǎng),它質(zhì)地疏松、柔韌,留有90%的空間可充填土壤、沙礫和細(xì)石,植物根系可以穿過其間,舒適、整齊、均衡地生長。在草皮沒有長成之前,它可以保護(hù)土地表面免遭風(fēng)雨的侵蝕。可以牢固地保持草籽均勻地分布在坡面上,免受風(fēng)吹雨沖而流失。草皮長成后可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表面牢固地結(jié)合在一起。因植物根系可深入地表以下30 cm-40 cm,而形成了一層堅(jiān)固的綠色復(fù)合保護(hù)層,從而達(dá)到長期有效防護(hù)邊坡的目的。
2.3 砌石防護(hù)與植物防護(hù)相結(jié)合
2.3.1 圬工防護(hù)
圬工防護(hù)是公路防護(hù)中運(yùn)用較早的一種防護(hù)措施,在穩(wěn)定的、高度在3 m以內(nèi)的路塹邊坡上,采用砂漿抹面的簡單方法,結(jié)合人文圖案及與公路相關(guān)宣傳用語的裝點(diǎn),既防止了雨水的沖刷,又傳承了公路文化。在邊坡高度較高的路段,則在坡腳設(shè)置50cm高的擋墻,墻后設(shè)置50 cm寬的平臺(tái),依據(jù)氣候、環(huán)境等因素。選擇合適的藤木與灌木相結(jié)合進(jìn)行種植,邊坡整形成1:1.5坡度或可采用臺(tái)階式上升,平臺(tái)中選擇如檸條、紫穗槐、沙棘等灌木進(jìn)行邊坡穩(wěn)固。
2.3.2 框格防護(hù)
采用框格防護(hù)是近年來公路人將美學(xué)與公路防護(hù)相結(jié)合白勺—個(gè)簡單實(shí)例,施工人員用混凝土、漿砌塊(片)石及拆除的橋欄等材料,在路堤邊坡上做出各式各樣的造型,如斜45。大框格,六角形、拱形、麥穗型等較穩(wěn)定的框架,既增加了視覺美感,同時(shí)在路基邊坡受到地表水沖刷時(shí),減緩了水流速度,有效地防止在坡面上形成沖溝,對邊坡起到了一種輔助性的防護(hù)作用。
2.3.3 蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡
眾所周知,蜂巢是六角形所排列而成蜂窩結(jié)構(gòu)。因這種結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固,且可使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間,故被眾多行業(yè)應(yīng)用。蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡亦是利用這一優(yōu)點(diǎn)。我們可以在預(yù)制場批量生產(chǎn)正六邊形混凝土框磚,然后運(yùn)至施工現(xiàn)場,在修整好的邊坡坡面上拼鋪形成蜂巢式網(wǎng)格后,在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土,再在磚框內(nèi)栽花或種草。使邊坡綠化美化與防護(hù)有效地結(jié)合。應(yīng)用蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡措施,不僅將坡面雨水徑流進(jìn)行了渠化,防止了坡面沖刷,保護(hù)了草皮生長,且施工簡單,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,外觀齊整,造型美觀大方,具有邊坡防護(hù)、綠化雙重效果,同時(shí)節(jié)約能源又環(huán)保。
2.3.4 噴漿防護(hù)和噴射混凝土防護(hù)
在山區(qū)公路中,由風(fēng)化、裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整的巖石構(gòu)成的邊坡較為普遍,若經(jīng)雨水的長期作用,形成的浮石、流沙給沿線公路埋下了不安全隱患。噴漿和噴射混凝土防護(hù)可以通過噴射機(jī)以較高的沖擊速度把混凝土噴射到經(jīng)清理過露出堅(jiān)挺表面的邊坡上,形成一個(gè)堅(jiān)硬穩(wěn)定的保護(hù)層,起到封閉邊坡巖石裂隙、阻斷大氣降水對裂隙的進(jìn)一步破壞的防護(hù)作用。
3 結(jié)束語
公路是特殊的帶狀構(gòu)造物,每條公路都要穿越很多地區(qū),由于受地質(zhì)構(gòu)造和地形條件等因素的影響,每一個(gè)小區(qū)域都有不同的地質(zhì)和氣候條件,公路邊坡的防護(hù)和加固的類型要根據(jù)不同的地質(zhì)和氣候條件進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)時(shí)要做好前期勘察工作,盡量將地質(zhì)、氣候、水文等情況掌握詳細(xì)些,為搞好設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的第一手資料,為施工和維護(hù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。