馬建國

(山西誠達(dá)公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030006)

1 路堤邊坡設(shè)計(jì)

如今，在公路工程設(shè)計(jì)中，高填深挖現(xiàn)象越來越多，對(duì)于高邊坡，在受到水和自身重力持續(xù)作用下，可能產(chǎn)生坍塌或沖刷，導(dǎo)致產(chǎn)生缺口，致使路肩或路面遭到破壞。相關(guān)規(guī)范提出，當(dāng)填方邊坡高度小于20 m時(shí)，上、下兩個(gè)部分8～12 m以內(nèi)應(yīng)分別采用1∶1.3～1∶1.5和1∶1.5～1∶1.75的坡率，根據(jù)這一規(guī)范設(shè)計(jì)而成的公路，其邊坡也經(jīng)常產(chǎn)生毀壞。對(duì)此，當(dāng)邊坡高度達(dá)到10 m以上時(shí)，需在變坡點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)寬度為1 m以上的邊坡平臺(tái)。通過對(duì)邊坡平臺(tái)的適當(dāng)設(shè)置，能有效提高邊坡自身穩(wěn)定性，減慢從邊坡上不斷下流的水的速度，以此減小匯水面積，避免雨水對(duì)邊坡造成侵蝕。除此之外，對(duì)護(hù)坡道而言，其寬度與高度的確定應(yīng)充分考慮檢查與維修是否方便。通過對(duì)現(xiàn)有邊坡開展的調(diào)查，那些容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，大部分都沒有植物生長。針對(duì)這種情況，如果邊坡所用填料本身不適宜種植植物，則要額外鋪設(shè)一層厚度在30～50 cm范圍內(nèi)的土，將其鋪設(shè)好以后，通過夯拍達(dá)到密實(shí)。另外，對(duì)于容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，要在鋪設(shè)一層厚度為50 cm的粘土后通過植草有效防護(hù)。植草防護(hù)是現(xiàn)階段最常用也是效果最為顯著的路基防護(hù)措施，在設(shè)計(jì)中可以作為優(yōu)先考慮的路基防護(hù)措施。

路堤設(shè)計(jì)時(shí)，填土內(nèi)部一般采用壓路機(jī)按照水平方向進(jìn)行碾壓，但路肩處通常無法得到充分的碾壓。針對(duì)這種情況，一旦邊坡表面未得到有效的壓實(shí)，將無法形成足夠且均勻的強(qiáng)度，在降雨之后很有可能產(chǎn)生崩塌。為避免崩塌，設(shè)計(jì)要求邊坡表面和填土內(nèi)部必須同時(shí)碾壓，而且還要使壓實(shí)度達(dá)到完全相同。具體可通過以下設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)：在設(shè)計(jì)中確定采用分層壓實(shí)的方法來碾壓路堤的整個(gè)斷面寬度；在確定了路基的設(shè)計(jì)寬度之后，并不意味著填土施工必須按照這個(gè)寬度進(jìn)行，施工中可以將設(shè)計(jì)寬度為參照，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾?，這樣能在填筑完成后，對(duì)邊緣處也可以使用設(shè)備來碾壓或整形；對(duì)于規(guī)模相對(duì)較小的邊坡以及與構(gòu)造物距離很近的填土邊坡，在設(shè)計(jì)中就要確定采用人工來施工。

相關(guān)規(guī)范指出，如果填石路堤高度在20 m以內(nèi)，則其邊坡的坡率要按照1∶1來控制，并在邊坡表面使用不小于25 cm的石塊予以碼砌。該方法主要在一般公路中使用，需要耗費(fèi)很多人力物力，而且邊坡整體穩(wěn)定性也相對(duì)較差。對(duì)于面積相對(duì)較大，施工需使用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行的公路，設(shè)計(jì)中可確定巖塊具體移動(dòng)位置，使其達(dá)到穩(wěn)定，并注意提醒施工時(shí)將其拍打平整。

當(dāng)?shù)孛鏅M坡相對(duì)較大時(shí)，對(duì)于全填路堤，會(huì)沿地面發(fā)生整體下滑的現(xiàn)象；而對(duì)于半填半挖路堤，壓實(shí)難度很大，可能向下滑移，導(dǎo)致填挖交界部位產(chǎn)生縱向裂縫。在到達(dá)雨季之后，雨水將通過裂縫不斷下滲，導(dǎo)致路堤和地面之間的交界部分產(chǎn)生滑動(dòng)，造成毀壞，使交通中斷。此外，在填挖交接部位，通常還是水的匯集點(diǎn)，需要采取有效措施避免水進(jìn)入到填土當(dāng)中，具體可以在交接部位設(shè)計(jì)一個(gè)盲溝，或?qū)ν诜教幍默F(xiàn)有邊溝予以加強(qiáng)設(shè)計(jì)，以此起到防止?jié)B水的作用，必要時(shí)，還可以在填方以下原地面采用砂礫石等材料設(shè)置一個(gè)厚度為30 cm左右的透水層。排水對(duì)防止邊坡產(chǎn)生滑移而言是至關(guān)重要的，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

在設(shè)計(jì)工作中，無論是邊坡整體還是坡腳處都要結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的加固措施，用于防止填方在原地面上產(chǎn)生滑動(dòng)。如果原地面的橫坡超過1∶5，則在將表層分布的浮土清除干凈后，向其中一個(gè)方向開挖出寬度為1 m以上且有3%～4%內(nèi)側(cè)傾斜的臺(tái)階，并在開挖的同時(shí)進(jìn)行填土和碾壓，在坡腳設(shè)計(jì)一個(gè)專門的加固設(shè)施。而當(dāng)原地面的橫坡超過1∶2.5時(shí)，要進(jìn)行專門的穩(wěn)定性驗(yàn)算。具體的加固方法有很多，具體要以實(shí)際情況為依據(jù)選擇，目前比較常用的幾種方法包括護(hù)腳、砌石、擋墻和護(hù)肩。

2 挖方路基和邊坡設(shè)計(jì)

挖方路基設(shè)計(jì)需要以原地基材料等基本情況為依據(jù)分別進(jìn)行，當(dāng)原地基是能達(dá)到要求的土質(zhì)，則只對(duì)原地基進(jìn)行充分壓實(shí)，使其壓實(shí)度滿足要求即可；而當(dāng)原地基無法滿足路基土基本要求時(shí)，需要采用適宜的材料進(jìn)行換填，換填的深度根據(jù)實(shí)際情況確定和控制，通常為80～100 cm。當(dāng)原地基是比較堅(jiān)硬的石質(zhì)時(shí)，理論上可將開挖作業(yè)面視作路基整體上表面，在開挖完成后，若含有可能產(chǎn)生崩解現(xiàn)象的巖石，則要采取有效的防風(fēng)化方法。在開挖巖石的過程中，要注意不能超出設(shè)計(jì)規(guī)定的挖方范圍，如果不能防止超挖導(dǎo)致表面不平整，應(yīng)采用與底基層材料相同的不容易受到水的作用和影響的材料鋪設(shè)整平層，同時(shí)予以碾壓，保證平整度。當(dāng)?shù)鼗侨菀装l(fā)生崩解和風(fēng)化的巖石時(shí)，要充分注意其在干濕交替情況下可能產(chǎn)生軟化與強(qiáng)度降低，針對(duì)這種情況下，應(yīng)在路基成型后盡快進(jìn)行路面的施工。如果在時(shí)間上無法銜接，則在路基施工過程中要暫時(shí)不開挖至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高，預(yù)留5 cm左右的厚度采用人工清底，在底基層施工開始后，將這部分開挖掉。

對(duì)于挖方邊坡，其病害和穩(wěn)定性主要取決于巖石構(gòu)造及基本性質(zhì)，相較于填方邊坡，挖方邊坡可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)量更多的病害，控制難度更大，包括破碎脫落、坍塌、落實(shí)和滑動(dòng)。對(duì)此，在對(duì)挖方邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要做好綜合分析，對(duì)包含施工性、穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性等在內(nèi)的各項(xiàng)要求予以全面考慮，特別是在地形較為復(fù)雜，可能產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象的環(huán)境下，要使用地有一定富余寬度。當(dāng)挖方邊坡的高度相對(duì)較大時(shí)，需在挖方高度上按照5～10 m的間隔設(shè)置1.5 m寬護(hù)坡道，以此保證邊坡整體穩(wěn)定性。當(dāng)邊坡容易產(chǎn)生風(fēng)化或被雨水沖刷侵蝕時(shí)，要考慮兼作碎落臺(tái)。當(dāng)土層土質(zhì)有所不同時(shí)，由于會(huì)受到水的作用與影響，需將護(hù)坡道和排水溝都設(shè)置在透水和不透水層之間。當(dāng)挖方邊坡高度在20 m以上，且地質(zhì)均勻、質(zhì)地堅(jiān)硬時(shí)，要對(duì)邊坡穩(wěn)定方面的問題予以深入分析，并對(duì)地質(zhì)條件和地下水等進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，統(tǒng)籌兼顧施工與用地等方面存在的問題。除此之外，還應(yīng)盡快設(shè)計(jì)出護(hù)坡，根據(jù)具體垂直高度，設(shè)置寬度在3～4 m范圍內(nèi)的護(hù)坡道。在挖方邊坡的頂部與兩端，設(shè)計(jì)中應(yīng)做好修整安排，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，確保邊坡頂部及兩端都能形成平滑弧面，這樣可以在減少或避免坍方產(chǎn)生的同時(shí)，保證美觀性。

3 填挖交界處設(shè)計(jì)

現(xiàn)在很多公路都能在填挖交界段發(fā)現(xiàn)路面病害，這些病害很大一部分是由于設(shè)計(jì)不合理造成的。通過大量的鉆孔取樣可知，路面開裂大多是從基層開始不斷向面層產(chǎn)生的，最重會(huì)貫穿整個(gè)路面，此時(shí)一旦沒有及時(shí)處理，將會(huì)降雨后產(chǎn)生各類病害。產(chǎn)生這種問題的關(guān)鍵因素為挖填部分不均勻，產(chǎn)生不均勻的變形。對(duì)此，在設(shè)計(jì)過程中需要在路基的填挖交界部位設(shè)置一個(gè)過渡段，用于減少或從根本上緩解此類破壞。

4 結(jié) 語

綜上所述，路基作為公路的重要組成部分，其設(shè)計(jì)能否達(dá)到要求在很大程度上決定了后續(xù)路面施工與使用。但在實(shí)際的路基設(shè)計(jì)過程中，存在很多問題需要解決，對(duì)此要引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的高度重視，保證路基設(shè)計(jì)的合理性與可行性，為之后的路基和路面施工與公路正常使用奠定良好基礎(chǔ)。