楊佳梁

（長(zhǎng)沙市望城區(qū)城市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410203）

公路路基邊坡的穩(wěn)定性對(duì)公路的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的影響，一旦路基邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)滑坡現(xiàn)象，就會(huì)威脅路面的行車(chē)安全。隨著我國(guó)公路設(shè)計(jì)和建設(shè)要求的不斷提高，對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。在這樣的背景下，拱形骨架防護(hù)技術(shù)得到了很好的發(fā)展，在實(shí)踐中取得了很好的應(yīng)用效果?；诠靶喂羌芊雷o(hù)技術(shù)對(duì)容易出現(xiàn)滑坡的公路路基進(jìn)行防護(hù)，能有效杜絕路基發(fā)生滑坡的現(xiàn)象，維持公路路面的平整性，降低路面發(fā)生交通事故的概率。本文主要以某公路路基拱形骨架防護(hù)工程為案例，對(duì)其施工技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 工程概況

某一級(jí)公路需要建設(shè)的長(zhǎng)度約為10km，設(shè)計(jì)的是雙向6車(chē)道，由于道路環(huán)境較為復(fù)雜，其設(shè)計(jì)的最高時(shí)速為60km。該一級(jí)公路處于亞熱帶地區(qū)，地理環(huán)境較為復(fù)雜，地勢(shì)起伏相對(duì)較大，并且雨水較多，道路路基容易受到雨水的沖刷，影響其穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)前期的初步勘察，發(fā)現(xiàn)公路沿線存在很多種形式和數(shù)量的高邊坡，且部分邊坡位于大型水庫(kù)附近。這些位置的基巖穩(wěn)定性相對(duì)較差，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的風(fēng)化裂隙現(xiàn)象。一旦公路開(kāi)始施工，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖，就會(huì)加劇基巖的軟化失穩(wěn)，發(fā)生崩塌、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害的概率相對(duì)較高。

2 公路路基邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 理論公式分析

大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，公路路基邊坡一旦受到水的侵?jǐn)_，更容易發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。本文在分析邊坡穩(wěn)定性時(shí)，充分考慮滲水壓力對(duì)其造成的不良影響。斜坡中最容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象的為滑坡帶，它是基巖和滑坡體中間出現(xiàn)的裂隙，該部分較為軟弱。如果遇到雨水沖刷，在滑坡體重力的作用下，特別容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象?；麦w承受的滲水壓力可以用下式計(jì)算：

式中，U 表示滲水壓力，L 和hw分別表示滑面長(zhǎng)度和充水高度。

在充分分析滑坡體的受力情況的基礎(chǔ)上，可以列出如下公式：

式中，r、h、L 表示滑坡體的密度、高度、長(zhǎng)度，α、φ表示基巖坡度和內(nèi)摩擦角，c表示巖土的粘聚力。

考慮到滑坡體的受力平衡，認(rèn)為當(dāng)T=F時(shí)，滑坡體正好處于一種臨界狀態(tài)；如果T＜F則認(rèn)為邊坡處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；如果T＞F，則認(rèn)為邊坡就會(huì)失去受力平衡，最終產(chǎn)生滑坡問(wèn)題，影響公路路基的穩(wěn)定性。臨界狀態(tài)下，對(duì)上述3個(gè)公式進(jìn)行整合和化簡(jiǎn)，可以得到滑坡體高度公式：

根據(jù)坡角、坡高及極限破壞角度之間的相互關(guān)系，可以得到極限破壞角α的計(jì)算公式，具體如下：

式中，H和?分別表示邊坡的高度和坡角。

上式中各參數(shù)都可以通過(guò)測(cè)量得到，進(jìn)而計(jì)算得到邊坡的極限破壞角。

2.2 路基邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

根據(jù)以上理論計(jì)算公式，結(jié)合公路路基工程項(xiàng)目實(shí)際情況，選擇5處比較典型的路段，對(duì)其邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果如表1所示?；诒?中的結(jié)果可以看出，不同路段由于基巖屬性不同，其極限破壞角也不同。

表1 5處典型路段邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

3 拱形骨架防護(hù)工程施工技術(shù)分析

考慮到一級(jí)公路路基邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較低，一旦遇到雨水沖刷時(shí)有發(fā)生滑坡的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)其進(jìn)行防護(hù)［1］。下文主要介紹基于拱形骨架防護(hù)技術(shù)對(duì)路基邊坡進(jìn)行防護(hù)的施工技術(shù)過(guò)程。

3.1 施工準(zhǔn)備工作

正式開(kāi)展施工前，應(yīng)該組織所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員和技術(shù)人員開(kāi)展交底工作，對(duì)施工技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)學(xué)習(xí)，掌握施工技術(shù)規(guī)范等。對(duì)需要施工的公路路基邊坡坡面進(jìn)行修整和處理，對(duì)臨時(shí)排水設(shè)施進(jìn)行修訂。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的要求，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和放樣，并做好標(biāo)注工作［2］。開(kāi)展混凝土配比的實(shí)驗(yàn)工作，確?；炷僚浔茸顑?yōu)，澆筑效果最好［3］。

3.2 施工工藝過(guò)程

工程施工過(guò)程中，可以使用M7.5水泥砂漿來(lái)砌筑拱形骨架、護(hù)腳、腳墻、鑲邊等位置，利用C25混凝土來(lái)澆筑預(yù)制接水槽，利用M7.5水泥砂漿對(duì)頂部拱圈和鑲邊之間的空隙進(jìn)行填補(bǔ)，填補(bǔ)的厚度為40cm。為了避免雨季雨水對(duì)邊坡造成沖刷，在骨架坡頂邊底板部位設(shè)計(jì)泄水口，其方向與路線保持平行，泄水口之間的距離設(shè)計(jì)為2m，泄水孔為邊長(zhǎng)為10cm的正方形。拱形骨架在施工時(shí)，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要包含以下幾點(diǎn)：如果公路路基邊坡的高度不超過(guò)8m，則將坡度設(shè)計(jì)為1∶1.5；如果邊坡高度超過(guò)了8m，則可以將邊坡坡度設(shè)計(jì)為1∶1.75。為了防止拱形骨架在使用過(guò)程中發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象從而影響其正常性能，拱形骨架每間隔15m需要設(shè)置一道2cm寬度的伸縮縫，并在縫隙內(nèi)填入瀝青。

3.2.1 施工放樣

施工放樣前，需要對(duì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)閱讀，然后嚴(yán)格按照?qǐng)D紙中的設(shè)計(jì)要求，開(kāi)展施工放樣工作。放樣過(guò)程中，需要根據(jù)邊坡坡率、公路路面標(biāo)高以及防護(hù)坡道標(biāo)高等數(shù)據(jù)，對(duì)坡腳的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，再以坡腳位置為基準(zhǔn)，開(kāi)展施工放樣工作，整個(gè)放樣過(guò)程中需要做好標(biāo)記［4］。

3.2.2 坡面修整

為確保后續(xù)施工過(guò)程的順利推進(jìn)，在完成施工放樣工作后，需要對(duì)邊坡坡面進(jìn)行清理和修整，確保整個(gè)坡面的平整性和夯實(shí)性［5］。

3.2.3 墻腳和溝槽開(kāi)挖

開(kāi)挖前，首先需要根據(jù)設(shè)計(jì)的骨架防護(hù)形式進(jìn)行掛線，明確需要開(kāi)挖的部分，然后就可以對(duì)墻腳和溝槽進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖時(shí)，必須確保開(kāi)挖的輪廓線順直。該工序完成后，需要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，合格后才能夠進(jìn)入下一道工序。如果檢查不合格，則需要進(jìn)行整改。

3.2.4 墻腳和骨架砌筑

利用M7.5水泥砂漿對(duì)墻腳部位進(jìn)行砌筑，砌筑的墻腳寬度和總高度分別為1m 和1.3m。為了應(yīng)對(duì)水泥砂漿在使用過(guò)程中的熱脹冷縮問(wèn)題，墻腳部位每間隔15m 需要設(shè)計(jì)伸縮縫，且伸縮縫和骨架中設(shè)置的伸縮縫保持平齊。對(duì)公路路基骨架進(jìn)行施工過(guò)程中，首先需要在兩邊豎立桿子并掛線，尤其是要保證外線的平直，逐層收坡。為避免施工過(guò)程對(duì)立桿造成影響，施工過(guò)程中，每間隔一段時(shí)間需要對(duì)立桿的位置進(jìn)行確認(rèn)，如果發(fā)現(xiàn)立桿存在移位現(xiàn)象，則需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行校正，只有這樣才能夠保證施工得到的拱形骨架達(dá)到設(shè)計(jì)要求［6］。在對(duì)路塹骨架進(jìn)行施工時(shí)，同樣是從上到下進(jìn)行放線并施工，所有的路基骨架和路塹骨架的銜接位置應(yīng)該保持同樣高度，確保骨架與路基邊坡表面保持緊密接觸，避免中間出現(xiàn)間隙的問(wèn)題。另外，拱形骨架兩端必須深入嵌入到主骨架內(nèi)部。在進(jìn)行砂漿砌筑時(shí)，必須確保砂漿的配比、密實(shí)度等滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，砌筑體和面板相接觸的部位不得出現(xiàn)水泥砂漿，因?yàn)樗嗌皾{會(huì)對(duì)面板鋪貼造成不利影響。

3.2.5 擋水板的設(shè)置

為了快速地將雨水排走，避免雨水對(duì)路基邊坡造成不良影響，在主骨架和次骨架內(nèi)側(cè)全部需要設(shè)計(jì)擋水板，擋水板主要是利用C25混凝土澆筑預(yù)制而成，擋水板邊緣應(yīng)該保持平齊和順直，且高度比骨架高出10cm左右。

3.2.6 養(yǎng)護(hù)

由于拱形骨架在施工過(guò)程中進(jìn)行了混凝土澆筑，因此，在完成施工后的15h左右，需要對(duì)其進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。為了確保混凝土澆筑表面的濕潤(rùn)，避免水分的快速流失，可以在表面鋪蓋麻布。整個(gè)養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要持續(xù)一星期以上。

3.2.7 砌筑沉降縫

正式施工前，需要對(duì)片石進(jìn)行修鑿處理，確保沉降縫的邊緣保持平行狀態(tài)，防止出現(xiàn)凹凸不平的問(wèn)題，影響沉降縫的砌筑效果。沉降縫內(nèi)部可以用水泥砂漿進(jìn)行抹平，確保水泥砂漿徹底凝固后才可以在表面上施加載荷。如果水泥砂漿在凝固前受到外界的沖擊和敲打，則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，從而影響其性能。

4 實(shí)踐應(yīng)用效果分析

本次公路路基防護(hù)工程項(xiàng)目于2019年3月份正式開(kāi)始施工，整個(gè)施工周期持續(xù)3個(gè)月，于當(dāng)年6月份全部施工完畢。經(jīng)歷2年時(shí)間后，從整體效果看，路基邊坡整體情況較為穩(wěn)定，沒(méi)有被雨水沖刷而失穩(wěn)的現(xiàn)象。與其他防護(hù)技術(shù)相比較，拱形骨架防護(hù)技術(shù)方案具有更多的優(yōu)勢(shì)，如制作運(yùn)輸方便、施工過(guò)程簡(jiǎn)單、實(shí)踐應(yīng)用效果好等。

5 結(jié)語(yǔ)

為了提升公路路基服役過(guò)程的穩(wěn)定性，避免后期使用時(shí)邊坡受到外界因素影響產(chǎn)生滑坡問(wèn)題，有必要對(duì)其邊坡進(jìn)行防護(hù)。在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中，人們總結(jié)了很多邊坡防護(hù)技術(shù)方案，其中就包括拱形骨架防護(hù)技術(shù)。已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，此項(xiàng)技術(shù)防護(hù)方案可以取得很好的應(yīng)用效果。本文主要分析介紹了拱形骨架防護(hù)技術(shù)在公路路基邊坡中的成功實(shí)踐，以期對(duì)其他工程項(xiàng)目有所借鑒。