邵森林

（1.湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 公路與軌道學(xué)院，武漢 430079；2.湖北楚雄公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，武漢 430079；3.湖北省交通運(yùn)輸研究院，武漢 430079）

交通發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)是在各地修建公路。在地質(zhì)條件不好的區(qū)域修建公路，為了保證公路安全因地制宜施作各種形式的公路防護(hù)。但是在公路運(yùn)營(yíng)使用過(guò)程中，防護(hù)工程由于各種因素產(chǎn)生病害，為延長(zhǎng)公路使用壽命和提高運(yùn)營(yíng)安全，需對(duì)公路防護(hù)工程病害進(jìn)行研究，并探索病害處治措施。

1 公路防護(hù)工程病害類型

路基防護(hù)工程可分為坡面防護(hù)工程與支擋工程2類。坡面防護(hù)工程是防止路基被沖刷和風(fēng)化，主要起隔離作用的設(shè)施。支擋工程是防止路基或山體因重力作用而滑塌，主要起支承作用的結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)病害類型如下。

1.1 坡面防護(hù)工程病害

坡面防護(hù)工程病害包括植物防護(hù)工程出現(xiàn)缺損；錨桿掛網(wǎng)噴漿防護(hù)工程出現(xiàn)破損、裂縫、掉塊露筋、局部脫落、坍塌和鼓脹；主動(dòng)式柔性防護(hù)網(wǎng)的錨釘出現(xiàn)銹蝕，被動(dòng)式柔性防護(hù)網(wǎng)出現(xiàn)緊固部位錨栓松動(dòng)或立網(wǎng)變形；沖刷防護(hù)工程受洪水、波浪或流水沖擊出現(xiàn)坡腳破壞甚至沖毀等。

1.2 支擋工程病害

支擋工程病害包括支擋結(jié)構(gòu)表面風(fēng)化破損、泄水孔堵塞等；結(jié)構(gòu)局部損壞，出現(xiàn)墻身開(kāi)裂、滑移和墻身鼓出，發(fā)生基礎(chǔ)下沉、錯(cuò)臺(tái)等；結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，出現(xiàn)滑動(dòng)、整體失穩(wěn)、傾覆、倒塌和嚴(yán)重開(kāi)裂等。

2 公路防護(hù)工程病害成因分析

公路防護(hù)工程病害形式主要有如下幾種。

2.1 植物防護(hù)病害

植物防護(hù)病害包括草皮死亡、樹(shù)木缺株導(dǎo)致植物防護(hù)失效，以及坡面水流沖刷使植物被沖毀。

植物防護(hù)作為土質(zhì)邊坡的常用防護(hù)手段，在植物防護(hù)施工的初期，由于植物根系尚未完全扎入邊坡穩(wěn)固層，在受到外界因素?cái)_動(dòng)時(shí)，邊坡會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)或者其他形式的破壞，或者擾動(dòng)較大超過(guò)植物防護(hù)作用時(shí)，植物防護(hù)并不能起到預(yù)期的加固效果，導(dǎo)致植物防護(hù)出現(xiàn)各種形式的破壞。

2.2 骨架防護(hù)病害

骨架防護(hù)一般用于防護(hù)土質(zhì)或風(fēng)化巖石邊坡，由于土質(zhì)或風(fēng)化巖石邊坡其強(qiáng)度低，在水流、重力等因素作用下，導(dǎo)致骨架防護(hù)的骨架結(jié)構(gòu)與土體分離，或是在土壓力作用下，骨架斷裂或整體傾倒，從而使得骨架植物防護(hù)失去防護(hù)作用。

2.3 圬工防護(hù)病害

圬工防護(hù)常用在風(fēng)化、軟弱或破碎圍巖邊坡工程中，以圬工結(jié)構(gòu)抵抗邊坡土壓力，將邊坡巖土體與外界環(huán)境隔離，用以保護(hù)邊坡巖土體，在沿河濱水位置圬工防護(hù)還能起到防止水流沖刷的作用。圬工結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，一般是環(huán)境影響和圬工結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度與耐久性不足所致。

2.4 勾縫脫落

勾縫抹面能強(qiáng)化漿砌防護(hù)工程。勾縫砂漿易在雨水表面徑流作用下沖刷散失，導(dǎo)致勾縫脫落。同時(shí)勾縫料強(qiáng)度、施工質(zhì)量控制也有影響。

2.5 表面破損

漿砌片（塊）石或預(yù)制塊破碎松動(dòng)、砂漿脫落，主要是因?yàn)楣纯p損壞出現(xiàn)后，維修不及時(shí)，雨水沖刷下滲，發(fā)展為大面積散失、脫空和剝落。

2.6 裂縫

防護(hù)工程裂縫通常有2種：一種是在坡頂有錯(cuò)臺(tái)的裂縫，主要是因路基發(fā)生不均勻沉陷而引起；另一種是坡面有錯(cuò)臺(tái)的裂縫，通常伴隨著坡面表面不平整，發(fā)生微量膨脹，主要是因?yàn)槠鲶w背側(cè)填料滑動(dòng)而引起的。

2.7 泄水孔堵塞

泄水堵塞包括2種情況，一是施工過(guò)程中泄水孔被雜物堵塞；二是建成后泄水孔入口反濾材料被堵塞、反濾材料含泥量大或填土進(jìn)入了反濾層。漿砌護(hù)坡和擋土墻設(shè)置的泄水孔堵塞，會(huì)增大臺(tái)背土壓力。

2.8 沉降縫、伸縮縫破損變形

支擋工程沉降縫、伸縮縫出現(xiàn)破損變形，一般是由于結(jié)構(gòu)不均勻沉降，或者是沉降縫、伸縮縫被顆粒材料填充和變形量不足以適應(yīng)熱脹冷縮的影響而被擠裂或拉開(kāi)。

2.9 基礎(chǔ)沖刷淘空

在臨河、沖溝地段的防護(hù)與支擋工程，常因雨水急速局部沖刷基礎(chǔ)，使底部材料被形成的渦流沖蝕、卷起帶走，隨著沖刷深度和范圍的增大，導(dǎo)致基礎(chǔ)脫空，如不及時(shí)處理則會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)破壞。主要是由于對(duì)沖刷評(píng)定不足，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)埋深較淺；或基礎(chǔ)上游采挖干擾水流等原因?qū)е隆?/p>

2.10 墻體破壞

漿砌護(hù)坡和擋土墻墻體破壞，多為背側(cè)土壓力作用造成。

2.11 導(dǎo)流構(gòu)造物的損壞

受水流作用，基礎(chǔ)被淘空，構(gòu)造物自身被沖刷，洪水期受到波浪、漂流物等沖擊，使構(gòu)造物本身開(kāi)裂、位移或被沖毀。

3 公路防護(hù)工程及排水設(shè)施病害處治措施

3.1 植物防護(hù)病害

植物防護(hù)的樹(shù)種應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、氣候，生長(zhǎng)迅速、根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛和成活率高的喬木類或耐水淹的灌木類。植樹(shù)宜在春、秋季或雨季進(jìn)行。如在干燥季節(jié)植樹(shù)，應(yīng)注意澆水，直至樹(shù)成活為止，并檢查植樹(shù)成活情況，如有缺株應(yīng)及時(shí)補(bǔ)種。

植物防護(hù)病害處治主要是對(duì)植物的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)適時(shí)為草和樹(shù)木澆水、施肥和除蟲(chóng)，保障植物正常生長(zhǎng)。為了達(dá)到美化的效果，應(yīng)適時(shí)進(jìn)行修剪、整形。對(duì)于草皮死亡、樹(shù)木缺株，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)植。植物防護(hù)由于水流作用，植物根部被沖空，坡面及坡頂裂縫、隆起，坡面局部沖溝時(shí)，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)，或改變防護(hù)形式。水流速度大，植物被沖毀，可改為拋石、護(hù)岸等其他防護(hù)形式。對(duì)于由坡面水流作用使坡面植物受損的，可針對(duì)坡面大小、水流情況，在坡面上設(shè)置截、排水溝引導(dǎo)水流，防止地表水過(guò)度沖刷植被；因植被阻塞地下水出口，引起坡面隆起，邊坡失穩(wěn)，應(yīng)根據(jù)地下水出露情況，設(shè)法引導(dǎo)地下水流出地面。

3.2 工程防護(hù)與支擋工程病害

應(yīng)分析工程防護(hù)與支擋工程病害原因，并觀察其發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及破損情況，采取合理的養(yǎng)護(hù)加固措施。

3.2.1 泄水孔堵塞，墻后積水

①泄水孔內(nèi)被雜物堵塞，排水不暢，應(yīng)清除孔內(nèi)堵塞物；②泄水孔進(jìn)水口處反濾材料被堵塞，填土進(jìn)入反濾層，如條件許可，可開(kāi)挖墻后填土，重新填筑反濾材料；③泄水孔設(shè)置位置不當(dāng)，不起排水作用，應(yīng)針對(duì)水情增設(shè)泄水孔，同時(shí)還應(yīng)加做墻后排水設(shè)施，防止降雨積水引起土壓力增加或凍脹，擠壞擋墻。

3.2.2 磚石、混凝土或鋼筋混凝土擋墻裂縫、斷裂

對(duì)裂縫、斷裂進(jìn)行觀察，如已停止發(fā)展，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理、加固，其方法是將裂縫縫隙鑿平，用水泥砂漿填塞；對(duì)混凝土擋墻裂縫，可采用環(huán)氧樹(shù)脂凝固；對(duì)裂縫較寬、較深，墻內(nèi)形成空洞的，可先用細(xì)混凝土封堵裂縫外圍，預(yù)留孔洞，然后進(jìn)行壓漿處理。

3.2.3 擋土墻傾斜、局部鼓出、滑動(dòng)和下沉和坍塌

①錨固法加固。適用于水泥混凝土或鋼筋混凝土擋土墻。采用直徑在25 mm以上的高強(qiáng)鋼筋作錨桿（螺紋鋼），穿入預(yù)先鉆好的孔道內(nèi)，用環(huán)氧水泥砂漿壓注灌滿孔道（擴(kuò)孔后的巖體部分）固定錨桿，等砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度，對(duì)錨桿進(jìn)行強(qiáng)拉后用錨頭固結(jié)；②增建支撐墻加固法。在擋土墻的外側(cè)，每隔一定距離，增建支撐擋墻。支撐擋墻尺寸和間距應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。

3.2.4 磚石、混凝土或鋼筋混凝土擋土墻表面風(fēng)化剝落

應(yīng)將風(fēng)化表層鑿除、噴涂水泥砂漿保護(hù)層，防止剝落惡化。當(dāng)風(fēng)化剝落嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將風(fēng)化部分拆除重砌。

3.2.5 添建或接長(zhǎng)擋土墻

應(yīng)與線路或原擋土墻協(xié)調(diào)，對(duì)與擋土墻兩端連接的土邊坡，若被水流沖成溝槽或缺口，應(yīng)及時(shí)填補(bǔ)、夯實(shí)，恢復(fù)原狀。

3.2.6 坡面防護(hù)工程病害

①坡面防護(hù)工程出現(xiàn)局部松動(dòng)、脫落、損壞、隆起和裂縫等病害時(shí)，應(yīng)按原防護(hù)形式及時(shí)修復(fù)。②坡面防護(hù)工程出現(xiàn)大面積脫落、嚴(yán)重變形時(shí)，應(yīng)及時(shí)拆除重建。③植物防護(hù)工程出現(xiàn)缺損時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)栽修復(fù)。④當(dāng)錨桿掛網(wǎng)噴漿防護(hù)工程出現(xiàn)破損、裂縫和掉塊露筋時(shí)，應(yīng)及時(shí)噴漿修補(bǔ)；出現(xiàn)局部脫落、坍塌和鼓脹時(shí)，應(yīng)清理坡面，重新掛網(wǎng)噴漿處治。⑤當(dāng)主動(dòng)式柔性防護(hù)網(wǎng)的錨釘出現(xiàn)銹蝕時(shí)，應(yīng)進(jìn)行防腐處理；網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)落石匯集時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理；網(wǎng)出現(xiàn)破損時(shí)，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)；對(duì)于被動(dòng)式柔性防護(hù)網(wǎng)，當(dāng)出現(xiàn)緊固部位錨栓松動(dòng)或立網(wǎng)變形時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或增設(shè)。

3.2.7 沖刷防護(hù)工程病害

①?zèng)_刷防護(hù)工程受到洪水、波浪或流水沖擊，坡腳發(fā)生局部破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取拋壓片石防護(hù)、石籠壓蓋等措施進(jìn)行處治；②沖刷防護(hù)工程發(fā)生沖毀時(shí)，應(yīng)調(diào)查沖毀的原因，對(duì)既有構(gòu)造物進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)受損情況及時(shí)進(jìn)行維修加固或重建。

3.2.8 支擋工程病害

（1）支擋工程出現(xiàn)表觀損壞時(shí)，可結(jié)合日常養(yǎng)護(hù)進(jìn)行處治。

（2）支擋工程維修加固措施可參照表1選用。

表1 支擋工程病害處治

（3）發(fā)生傾覆、坍塌等結(jié)構(gòu)失效情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行加固或拆除重建。

（4）擋土墻基礎(chǔ)尺寸或地基承載力不滿足要求時(shí)，宜采用加大截面法、注漿加固法和截排水加固法等措施。

（5）擋土墻基礎(chǔ)嵌固段外側(cè)巖土體的水平抗力不滿足要求時(shí)，可采取增設(shè)錨桿、抗滑樁及注漿加固等措施。

（6）擋土墻的泄水孔堵塞時(shí)，應(yīng)及時(shí)疏通；無(wú)法疏通時(shí)，應(yīng)在擋土墻背后增設(shè)排水設(shè)施。

（7）采用錨固法加固時(shí)：①應(yīng)合理確定新增錨桿的位置及預(yù)應(yīng)力值，使擋土墻和加固構(gòu)件受力合理；②進(jìn)行新增錨桿預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮原支護(hù)體系錨桿錨固力值；新增錨桿鎖定預(yù)應(yīng)力值宜與既有錨桿預(yù)應(yīng)力一致，以利于新舊錨桿共同發(fā)揮錨固作用；③錨桿外錨固部分與原支護(hù)結(jié)構(gòu)間應(yīng)設(shè)傳力構(gòu)件；當(dāng)已有擋土墻擋板不滿足加固錨桿的傳力時(shí)，可設(shè)格構(gòu)梁、肋或增厚擋板；格構(gòu)梁應(yīng)設(shè)置伸縮縫，設(shè)置間距為10～25 m，縫寬2～3 cm，并填塞瀝青麻筋、瀝青木板或其他新材料；④鉆孔時(shí)應(yīng)合理選擇鉆孔機(jī)具，維持擋土墻整體穩(wěn)定，并采取措施減少鉆孔對(duì)原擋土墻的擾動(dòng)；⑤錨固條件較差的巖土層中，錨固法注漿宜分層多次高壓注漿。

（8）采用加大截面法加固擋土墻時(shí)：①應(yīng)考慮墻身加大截面后對(duì)地基基礎(chǔ)的不利影響；為土質(zhì)地基時(shí)，加大截面部分基礎(chǔ)宜采用鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)；②加固后的支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)按復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算；③新增墻體應(yīng)采用分段跳槽的實(shí)施方案，穩(wěn)定性較高的部位應(yīng)優(yōu)先施工，必要時(shí)可采用削方減載等措施，保證施工安全；④擋土墻或基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土?xí)r，加大截面部分澆筑混凝土前，應(yīng)采取鑿毛、植入連接鋼筋等措施，保證新、舊混凝土結(jié)合為整體。植筋錨固長(zhǎng)度宜為（10～20）d（d為鋼筋直徑）；⑤擋土墻為砌體材料時(shí)，應(yīng)先剔除原結(jié)構(gòu)表面疏松部分，對(duì)不飽滿的灰縫進(jìn)行處理，加固部位采取設(shè)水平齒槽或錨筋等措施，保證新加混凝土與擋土墻結(jié)合為整體。

（9）采用抗滑樁加固擋土墻時(shí)：①抗滑樁宜設(shè)置在擋土墻的外側(cè)；②抗滑樁加固錨桿擋土墻宜設(shè)于肋柱中間；③抗滑樁加固樁板式擋土墻宜設(shè)于樁的中間，等距布置，且新增抗滑樁與原有樁中心距不宜小于二者樁徑較大者的2倍；④抗滑樁宜緊貼擋土墻現(xiàn)澆，或在抗滑樁與擋土墻面之間增設(shè)傳力構(gòu)件；⑤抗滑樁護(hù)壁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮擋土墻傳來(lái)的土壓力；⑥邊坡穩(wěn)定性較差時(shí)，抗滑樁施工應(yīng)間隔開(kāi)挖、及時(shí)澆筑混凝土，并應(yīng)防止抗滑樁施工對(duì)原支護(hù)結(jié)構(gòu)安全造成不利影響。

（10）擋土墻拆除重建施工時(shí)：①擋土墻應(yīng)分段拆除，拆除時(shí)應(yīng)采取措施保證墻后填土的穩(wěn)定；②應(yīng)處理好新舊墻的結(jié)合，保證新墻與原擋土墻結(jié)合成為整體；③墻背回填時(shí)，應(yīng)恢復(fù)排水設(shè)施。

3.2.9 錨固結(jié)構(gòu)病害

（1）錨固結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重應(yīng)力松弛時(shí)，宜用預(yù)應(yīng)力錨索（桿）二次補(bǔ)張拉或新增錨索（桿）補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行維修加固；錨固結(jié)構(gòu)斷裂或內(nèi)錨固端失效滑移時(shí)，應(yīng)在鄰近位置增設(shè)新的錨固結(jié)構(gòu)。

（2）新增錨固結(jié)構(gòu)時(shí)：①錨索（桿）應(yīng)結(jié)合原支護(hù)體系中的錨索（桿）間距錯(cuò)開(kāi)布置，且應(yīng)合理布置內(nèi)錨固段位置，必要時(shí)改變錨索（桿）的傾角；②錨索（桿）錨固段應(yīng)穿過(guò)已有滑裂面或潛在滑裂面不小于2 m且滿足邊坡穩(wěn)定性要求。

（3）錨固結(jié)構(gòu)發(fā)生錨頭嚴(yán)重銹蝕、封錨混凝土破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行錨頭防腐處理，修復(fù)封錨混凝土。

（4）發(fā)生地梁、框架脫空、開(kāi)裂時(shí)，宜采用淺層注漿法、加大截面法、新增框架結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力錨索（桿）進(jìn)行維修加固。

3.2.10 抗滑樁病害

①抗滑樁表面出現(xiàn)蜂窩、麻面、露筋和裂縫等表觀破損及混凝土局部壓潰造成鋼筋保護(hù)層剝落等病害時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用填充修補(bǔ)、注漿和表面封閉等方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處治；②抗滑樁發(fā)生結(jié)構(gòu)性拉裂、側(cè)向穩(wěn)定性不足時(shí)，可采用增加預(yù)應(yīng)力錨索方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；③出現(xiàn)抗滑樁傾斜、滑移時(shí)，應(yīng)及時(shí)增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索框架或補(bǔ)樁；④發(fā)生混凝土或鋼筋被剪斷或折斷等結(jié)構(gòu)性破壞，或?qū)υ械目够瑯恫捎媒Y(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)后不能恢復(fù)至設(shè)計(jì)要求的抗滑能力時(shí)，可采用增設(shè)鋼筋混凝土抗滑樁或鋼管抗滑樁和注漿和增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索（桿）等措施進(jìn)行加固處治。

4 結(jié)束語(yǔ)

在研究公路防護(hù)工程病害產(chǎn)生機(jī)理及分類的基礎(chǔ)上，針對(duì)病害形式不同提出不同的處治措施，擬為公路防護(hù)工程病害處治提供借鑒。