程志花

(張家口市公路工程管理處)

淺談公路路基防護(hù)類型的選擇與加固的相關(guān)措施

程志花

(張家口市公路工程管理處)

作為路面基礎(chǔ)的路基，雖然其沒有直接的與外界環(huán)境相作用，但它仍然受到環(huán)境的影響，路基的防護(hù)與加固工作就顯得尤為的重要，因此對(duì)公路路基的防護(hù)類型及加固方法進(jìn)行了詳細(xì)的剖析與介紹，以期對(duì)公路路基的建設(shè)起到一定的作用。

路基;防護(hù);加固

防護(hù)工程在公路的建設(shè)當(dāng)中占據(jù)著一個(gè)很重要的位置，它是防止路基病害、保證路基穩(wěn)固、保護(hù)生態(tài)平衡、改善環(huán)境、美化路容以及提高公路的使用品質(zhì)的重要手段。隨著公路建設(shè)的快速發(fā)展，路基的防護(hù)也越來越得到重視。如若防護(hù)及加固措施不得力，就極易引起各種防護(hù)工程的病害，因此，選好防護(hù)類型和加固方法是搞好公路建設(shè)工程質(zhì)量的核心及關(guān)鍵。

公路路基防護(hù)類型及加固方法按照其作用的不同，可以分為邊坡坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)、支擋建筑物及濕軟地基加固四大類，在防護(hù)類型與加固方案的選擇過程中，要結(jié)合實(shí)際的路基情況，因地制宜的來決定使用何種方案。

1 邊坡坡面防護(hù)

邊坡坡面防護(hù)是指為防護(hù)邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的總稱。它主要是用于防護(hù)易受自然因素影響而被破壞的土質(zhì)與巖石的邊坡。

坡面防護(hù)常用類型主要有:植物防護(hù)，又稱為“生命”防護(hù)，主要是以土質(zhì)為主;砌石防護(hù)，又稱為“無機(jī)”防護(hù)，主要是以石質(zhì)路塹為主。

1.1 植物防護(hù)

植物防護(hù)主要是在邊坡上來種植草皮、灌木等，以覆蓋裸露出來的土表，防止其被雨水沖刷，同時(shí)調(diào)節(jié)土地的濕度來防止產(chǎn)生裂縫等情況。植物防護(hù)應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?、含水量、土質(zhì)等因素，選用那些易于成活、便于養(yǎng)護(hù)及經(jīng)濟(jì)的種類。植物防護(hù)施工簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、效果明顯等特點(diǎn)，在適宜植物生長(zhǎng)的邊坡上應(yīng)優(yōu)先選擇植物防護(hù)。

(1)種草

適用于邊坡不陡于1∶1.0的草類生長(zhǎng)的土質(zhì)邊坡，其表面的水徑流速度應(yīng)低于0.6 m/s。邊坡坡度在1∶1.0～1∶2.0時(shí)也可種草，但應(yīng)采取固定草種布或網(wǎng)格固定撒種等方法。種草時(shí)，一般適宜選用根系發(fā)達(dá)、莖干低矮、枝葉茂盛、生長(zhǎng)力強(qiáng)、多年生長(zhǎng)的草種，同時(shí)應(yīng)盡量采用多種草籽進(jìn)行混種。

(2)鋪草皮

適用于邊坡較陡、沖刷嚴(yán)重、表面水徑流速度在0.6～1.8 m/s之間、附近草皮來源較易地區(qū)的路基。鋪前應(yīng)將坡面整平，必要時(shí)可加鋪6～10 cm種植土層。草皮適宜選用根系發(fā)達(dá)同時(shí)莖矮葉茂的耐旱品種，不應(yīng)采用喜水的草種。鋪設(shè)形式應(yīng)根據(jù)情況按平鋪、水平疊置、垂直坡面疊置、斜疊置、方格網(wǎng)式等不同的方法進(jìn)行鋪草皮，必要的時(shí)候可以先漿砌防護(hù)，在漿砌內(nèi)部鋪草皮，以減小水流的沖刷。草坡防護(hù)如圖1所示。

圖1 草坡防護(hù)示意圖

(3)鋪草皮

適用于堤岸邊的河灘、沙漠及雪害地區(qū)的防護(hù)林等，它主要起到以下的作用:①降低河灘水流速度及改變水流方向;②防風(fēng)固沙;③防雪等作用。

低等級(jí)的公路也可以在公路的兩側(cè)進(jìn)行植樹，以起到固土、降塵、綠化、誘導(dǎo)視線等作用。植物防護(hù)的養(yǎng)護(hù)及施工應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、含水量、土質(zhì)等因素，選用根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、生長(zhǎng)迅速同時(shí)易于存活的低矮灌木。

1.2 砌石防護(hù)

砌石防護(hù)是為了防止地面徑流或河水的沖刷，主要應(yīng)用于公路填方邊坡、沿河路堤浸水部位坡面、土質(zhì)路塹邊坡下部的局部，以及橋涵附近坡面等地方。它可分為干砌和漿砌。

干砌片石護(hù)坡主要適用于比較容易遭受水流而侵蝕的土質(zhì)的邊坡、嚴(yán)重的剝落的軟質(zhì)巖石邊坡或者周期性的浸水以及受到水流沖刷比較輕(流水速度小于2～4 m/s)的河岸或者水庫(kù)岸坡的坡面防護(hù)等，其有單層與雙層之分。

而漿砌片石護(hù)坡則適用于防護(hù)流速較大(3～6 m/s)、波浪作用較強(qiáng)、有流冰、漂浮物等撞擊的邊坡。在鋪砌層下，兩者應(yīng)設(shè)置碎石或砂礫墊層，厚度100～150 mm，以起到整平作用，并可防止水流將土粒帶走，使結(jié)構(gòu)層具有一定的彈性，增加對(duì)波浪、流冰及漂浮物的抵抗力。

2 沖刷防護(hù)

沖刷防護(hù)主要用于防護(hù)水流對(duì)路基的沖刷與淘刷，其可分為直接防護(hù)和間接防護(hù)兩種類型。

2.1 直接防護(hù)

直接防護(hù)是在穩(wěn)定的邊坡上直接加固的一種措施，其特點(diǎn)是不干擾或很少干擾原來的水流性質(zhì)。直接防護(hù)類型有植物防護(hù)、砌石、拋石、石籠等。

(1)植物防護(hù)和砌石防護(hù)

植物防護(hù)與石砌防護(hù)，和坡面防護(hù)中所述的基本上是類似的，但是其堤岸的防沖刷的主要原因是由于洪水比較急，水位的變遷也不一定，同時(shí)水流的速度也比較大，因此其相應(yīng)的要求也就會(huì)更高。在那些盛產(chǎn)石料的某些地區(qū)，當(dāng)水流的速度達(dá)到3.0 m/s或是更高的時(shí)候，植樹及石砌防護(hù)均是無效時(shí)，就可以采用拋石防護(hù)方法。當(dāng)水流的速度達(dá)到或者是超過5.0 m/s的時(shí)候，則應(yīng)該改用為石籠防護(hù)，有時(shí)候也可以就地的取材，用附近的竹籠或者是梢料進(jìn)行防護(hù)，必要的時(shí)侯還可以采用那些土工織物的軟體沉排來進(jìn)行防護(hù)。

(2)拋石防護(hù)

拋石防護(hù)是指為防止河岸或構(gòu)造物受水流沖刷而拋填較大石塊的防護(hù)措施。類似在坡腳處設(shè)置護(hù)腳，亦稱拋石垛。拋石不受氣候條件限制，路基沉實(shí)以前均可施工，季節(jié)性浸水或長(zhǎng)期浸水亦均可用。拋石垛的邊坡坡度，不應(yīng)陡于拋石浸水后的天然休止角。石料粒徑視水深與流速而定，一般為30～50 cm。

(3)石籠防護(hù)

石籠是指為防止河岸或構(gòu)造物受水流沖刷而設(shè)置的裝填石塊的籠子。是用鐵絲來編織成為框架，內(nèi)部填上石料，將其設(shè)置在坡腳的地方，用以來防止急流及大風(fēng)浪對(duì)堤岸破壞，同時(shí)也可以用其來加固河床，以防止淘刷。

2.2 間接防護(hù)

間接防護(hù)是指設(shè)置導(dǎo)治的結(jié)構(gòu)物，例如有丁壩、防洪堤、順壩、攔水壩等等，必要的時(shí)侯可以疏浚河床、變換河道，用以來改變流水的方向，從而可以避免由于減緩水流的速度對(duì)于路基的直接破壞。

間接防護(hù)類型有導(dǎo)流壩、防護(hù)林帶及改河道等。導(dǎo)流的結(jié)構(gòu)物有丁壩、順壩、格壩以及一些必要的改河工程。設(shè)置導(dǎo)治的結(jié)構(gòu)物不僅可以改變水流的方向，消除和減緩水流對(duì)于堤岸的直接破壞，同時(shí)還可以減輕堤岸近旁的淤積，徹底的解除水流對(duì)于局部堤岸的損害作用，起到安全保護(hù)的作用。導(dǎo)治的結(jié)構(gòu)物的布置，應(yīng)當(dāng)綜合的考慮河道的寬窄、水流的方向、地質(zhì)條件、防護(hù)的要求、材料的來源、施工條件以及工程經(jīng)濟(jì)等各方面的因素，同時(shí)要進(jìn)行綜合的考慮，全面治理，要避免河床更多壓縮，或因水位提高和水流改向，而危害河對(duì)岸或附近地段的農(nóng)田水利、地面建筑及堤岸等。

3 路基加固

路基加固的主要作用是使路基保持穩(wěn)定，同時(shí)使路基沉降均勻且沉降量小。路基加固的主要方法有換填土層法、碾壓夯實(shí)法、排水固結(jié)法、擠密法等等。

3.1 換填法

換填法主要包括換填素土(或灰土)、換填砂、砂墊層。砂墊層的作用，可提高承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹，消除膨脹土地的脹縮作用，也可對(duì)暗穴進(jìn)行處理。砂墊層的主要作用，因其工程的性質(zhì)而略有不同，對(duì)于路基而言，主要是用于排水固結(jié)，進(jìn)行素土(或灰土)墊層，其可以消除濕陷性黃土的3.0 m的深度范圍內(nèi)的濕陷性。

砂墊層的厚度一般是在0.6～1.0 m之間，如若太厚，會(huì)導(dǎo)致施工比較困難，但太薄的話又會(huì)導(dǎo)致效果差。砂料主要是以中粗砂最為宜，并要求其級(jí)配較好，同時(shí)顆粒的不均勻系數(shù)也不能大于5，含泥量不能夠超過3% ～5%。

3.2 務(wù)實(shí)法

用重錘夯實(shí)法來加固地基，可以提高地基的表層土的強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于濕陷性的黃土，可以降低其地表的濕陷性，對(duì)于混雜填土，可以減少其表層土的強(qiáng)度不均勻性。夯實(shí)法主要是適用于地下水位在0.8 m以下的稍混的一般的粘性土、濕陷性黃土、砂土、雜填土等等。重錘夯實(shí)法，一般是以鋼筋混凝土來制成的截頭圓錐體(底部墊鋼板)，重量適宜控制在1.5 t左右或稍重，錘底的直徑為1～1.5 m，起重的設(shè)備承受能力為8～15 t，落距高度一般在2.5～4.5 m之間。重錘的夯擊的遍數(shù)，一般是以最后兩次的平均的夯沉量不超過規(guī)定的值來進(jìn)行控制，即是一般粘性土及濕陷性的黃土在1～2 cm之間。

在重錘夯實(shí)法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究與實(shí)踐，20世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)了所謂的強(qiáng)夯法，同時(shí)也稱為動(dòng)力固結(jié)法，它是以8～12 t(甚至是20 t)的重錘，從8～20 m的落距(最高能達(dá)到40 m)上，對(duì)土基來進(jìn)行強(qiáng)力的夯擊，利用沖擊波以及動(dòng)應(yīng)力，從而達(dá)到對(duì)土基進(jìn)行加固的目的。

4 結(jié)語

公路路基的防護(hù)及加固對(duì)于公路建設(shè)有著十分重要的意義，因此在工程建設(shè)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的情況，因地制宜，從而合理的選擇防護(hù)類型及加固方法對(duì)路基進(jìn)行維護(hù)。

［1］董秀梅.公路路基施工技術(shù).機(jī)械管理開發(fā)，2006.

［2］樸健.公路路基的壓實(shí)度問題.工會(huì)博覽，2009，32.

［3］羅雙紅，張定山.淺談路基的加固的幾種方法.科技與生活，2010，23.

U418.9

C

1008-3383(2012)03-0042-02

2011-11-01

程志花(1962-)，女，工程師，研究方向:公路工程道路與橋梁。