高 倩

1 路網(wǎng)概況

近年來(lái),隨著改革開(kāi)放的深入,我市的經(jīng)濟(jì)有了巨大的發(fā)展,同時(shí)路網(wǎng)也日趨完善。臨汾市公路網(wǎng)主要以堯都區(qū)為中心,以鼓樓南北街為中軸線(xiàn),東側(cè)G108過(guò)境公路,西北側(cè)已建成的屯里汾河大橋與G309過(guò)境公路,西側(cè)省道臨午線(xiàn)、臨夏線(xiàn)和正在建設(shè)的南環(huán)一級(jí)公路形成臨汾市的主干道路。

2 本地氣候及地形地質(zhì)條件

本地區(qū)屬暖溫帶大陸氣候,全年比較溫和,四季分明,冬寒少雪,春風(fēng)秋雨,夏熱伏旱,雨熱同季,旱澇交替。年平均氣溫為12℃;年平均降雨量為949.2 mm;年平均蒸發(fā)量為1829.4 mm;年平均風(fēng)速為1.9 m/s;平均無(wú)霜期為193 d～227 d;最大凍土深度為55cm;年日照時(shí)數(shù)為2272.4 h。

本地區(qū)地處黃河高原,汾河下游。東有太岳,西有呂梁,兩山之間為臨汾盆地。設(shè)計(jì)中高填深挖的分布地段較多,倘若設(shè)計(jì)或施工不當(dāng),在適當(dāng)?shù)恼T因下,常常會(huì)發(fā)生邊坡失穩(wěn)和路基沉陷現(xiàn)象。山丘風(fēng)化土層深厚地段經(jīng)暴雨沖刷,坡面十分容易形成槽溝,因此必須進(jìn)行邊坡防護(hù),以利路基邊坡穩(wěn)定;同時(shí)路線(xiàn)所經(jīng)山丘間的地段填土高度如果較大,且有軟弱土層存在時(shí),為保證施工及運(yùn)營(yíng)階段的安全性和穩(wěn)定性,并減小工后沉降,必須采取措施對(duì)路基基底進(jìn)行處理。

3 路基邊坡防護(hù)方案

3.1 方案的選定

一般來(lái)說(shuō),影響路基邊坡穩(wěn)定的因素有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地面排水條件、地貌和氣候等,路基邊坡安全系數(shù)隨路基高度增大而減小。我們選擇方案時(shí)必須綜合考慮這些因素。水是造成邊坡失穩(wěn)的重要因素之一,邊坡的失穩(wěn)一般與地下水、大氣降雨有關(guān)。如果開(kāi)挖較深,地下水位埋深就與地形十分密切,坡頂很大,坡腳會(huì)有季節(jié)性泉流出露。降雨入滲導(dǎo)致邊坡土體含水量增加,容重增加使土體強(qiáng)度下降,從而引起邊坡失穩(wěn)。而暴雨強(qiáng)度大、時(shí)間集中、覆蓋面積廣、破壞力更強(qiáng)。因此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)中就應(yīng)選擇三維植被網(wǎng)掛網(wǎng)的方案對(duì)中等高度的邊坡進(jìn)行防護(hù),力求最大程度的減少地表水對(duì)邊坡的影響,提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。

3.2 三維植被網(wǎng)簡(jiǎn)介

三維植被網(wǎng)是采用聚乙烯材料經(jīng)擠出、拉伸成型的一種聚合物格網(wǎng),它的底層為一個(gè)高模量基礎(chǔ)層,強(qiáng)度高,可防止植被網(wǎng)變形和水土流失,它的表層為一個(gè)起泡層,可裹住土壤,種上草籽幫助固土。

3.3 邊坡掛網(wǎng)植草

邊坡高度較大及坡面較陡時(shí),簡(jiǎn)單的種草和鋪草皮很容易被季節(jié)性水流沖刷殆盡,采用掛網(wǎng)植草能較好地解決這一問(wèn)題。

掛網(wǎng)植草的具體施工步驟如下:

1)在安裝防護(hù)掛網(wǎng)之前,應(yīng)將坡面處理平整,清除場(chǎng)地中的雜石碎物,確保坡面平順;2)將三維植被網(wǎng)沿坡面由上至下鋪于坡面上,網(wǎng)與坡面之間保持平順結(jié)合,兩塊格網(wǎng)之間的搭接長(zhǎng)度不得少于10cm,確保掛網(wǎng)整體穩(wěn)定;3)三維植被網(wǎng)在坡頂及坡底均需固定,在搭接縫處每間隔100cm用固定釘固定;4)將松土填滿(mǎn)植被網(wǎng),播撒草籽,植被最好在春秋兩季施工,且灑水養(yǎng)護(hù),直至草開(kāi)始均勻生長(zhǎng)。

掛網(wǎng)植草有很多優(yōu)點(diǎn),三維植被網(wǎng)的網(wǎng)格式構(gòu)造不但可以保護(hù)邊坡而且使植被育苗將少受風(fēng)雨的沖蝕,且網(wǎng)格像天然托載物一樣將植物的根部吸附住,植物和網(wǎng)格的糾結(jié)作用可使邊坡得到有效保護(hù)。掛網(wǎng)植草作為邊坡表面的一種保護(hù)層,能增加地表糙度,延緩坡面徑流和溝槽徑流,減少雨水對(duì)坡面的直接沖刷和邊坡的崩塌;另外在邊坡上掛網(wǎng)植草后,草皮能凈化大氣,稀釋、分解、固定汽車(chē)排入大氣中的有毒、有害物質(zhì),并吸收噪聲,從而起到良好的環(huán)保作用。從景觀上來(lái)說(shuō),路基邊坡上綠茵茵的草皮可形成一個(gè)舒適的交通環(huán)境,使駕駛員心情舒暢,輕松駕駛,因而對(duì)減少和避免交通事故的發(fā)生有很大的幫助。

4 路基中的土工格柵墊層

4.1 方案的選定

對(duì)于路堤填土高度大于8 m時(shí),應(yīng)采用路基土工格柵墊層綜合處理的措施對(duì)路基基底進(jìn)行處治。根據(jù)路堤的高度鋪1層～4層土工格柵并在基底設(shè)砂墊層。特殊情況時(shí),還需設(shè)置縱、橫向排水盲溝。

4.2 土工格柵墊層綜合處理地基的原理

土工格柵的抗拉強(qiáng)度大、韌性好、重量輕、耐腐蝕、抗老化、與土顆粒之間的相互作用強(qiáng),它的存在可增加路堤的穩(wěn)定性;土工格柵有一定的剛度,從而使上面的負(fù)荷得到擴(kuò)散,提高了地基的承載能力,延長(zhǎng)路基的使用壽命;土工格柵與砂墊層或填土層共同作為一層,這一層具有同路堤及地基或軟土地基不同的剛度,它既是路堤的柔性筏基,又是地基及軟土的排水通道。因此地基變形顯得均勻,差異沉降較小;土工格柵網(wǎng)眼的存在制約了顆粒材料的橫向移動(dòng),其結(jié)構(gòu)性能特殊,格柵縱橫相連,能防止填料局部下陷,最大程度地減少基礎(chǔ)的不均勻沉降,增強(qiáng)土體的整體性能,形成了良好的嵌鎖作用。

4.3 材料的性能及要求

砂墊層要求用潔凈的中粗砂,含泥量應(yīng)小于3%,以利形成排水通道。土工格柵是一種新興的土工合成材料,屬于土工特種材料,它是在一定溫度下,在經(jīng)擠壓成型的聚合物板材上打孔,然后在拉伸機(jī)上經(jīng)過(guò)單向或雙向冷拉(使高分子聚合物的分子鏈定向排列,達(dá)到提高其抗拉強(qiáng)度的目的)和冷卻定型而形成的具有較大方形或矩形孔眼的片網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物,且具有良好延性、高抗疲勞性和耐腐蝕性。

4.4 土工格柵墊層處理地基的施工程序

1)先平整場(chǎng)地,清除地表土、排干地表水并進(jìn)行壓實(shí)。2)在地基上鋪一層50cm的砂墊層,然后鋪上一層土工格柵(采用橫鋪),每邊搭接長(zhǎng)度不小于25cm,搭接邊用U形釘固定,另外格柵靠路堤邊緣處應(yīng)回折2 m以利格柵錨固,施工時(shí)必須注意格柵的搭接和錨固質(zhì)量。多層格柵鋪設(shè)的施工方法類(lèi)似,兩層格柵間的填土厚度為50cm。3)路基土應(yīng)分層填筑并滿(mǎn)足相應(yīng)規(guī)范要求,另外應(yīng)避免運(yùn)料車(chē)在已攤鋪好并張緊定位的格柵上直接碾壓。4)施工中應(yīng)控制路堤的填土速度并加強(qiáng)沉降和側(cè)向位移的觀測(cè),防止路堤失穩(wěn)。用格柵墊層來(lái)提高地基的承載力,并不是因?yàn)楦駯诺拇笞冃问蛊浔砻鎻埩Ξa(chǎn)生向上的分力所致,而是通過(guò)格柵將其上部填料的垂直變形向水平方向擴(kuò)散以致其上部填料的抗剪切變形能力得以充分發(fā)揮,從而使得地基表面的承載區(qū)增加,表面壓強(qiáng)減小,達(dá)到提高承載力的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),我們已在設(shè)計(jì)中利用土工格柵(格網(wǎng))對(duì)公路邊坡和地基進(jìn)行處理。特別是實(shí)施JTJ/T 019-98公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范以來(lái),土工格柵作為土工合成材料的一種造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單、加固土體效果好等優(yōu)點(diǎn),引起大多數(shù)相關(guān)設(shè)計(jì)和施工人員的重視?，F(xiàn)在,我們吸收了這些年土工材料在運(yùn)用中所取得的成功經(jīng)驗(yàn),不但有前面提到的格柵(格網(wǎng))進(jìn)行邊坡防護(hù)和地基處治,還運(yùn)用了軟式排水管、土工膜、無(wú)紡?fù)凉げ嫉炔牧蠈?duì)公路的防排水、隔滲和反濾進(jìn)行綜合處理。相信在未來(lái)的公路建設(shè)中,土工合成材料應(yīng)用前景將更加光明。

[1]JTG D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)院.路基/公路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第2版.北京:人民交通出版社,2008.

[3]JTJ/T 019-98,公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[4]趙東歌.淺談土工格柵在公路工程中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(25):283-284.