張建春
(中交一公局集團(tuán)海外分公司,北京100024)
近年來,中國(guó)對(duì)非洲等第三世界國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的援建力度越來越大,使我國(guó)有更多的企業(yè)有機(jī)會(huì)走向海外承攬并修建工程,其中以修建道路、改造道路為最多。在海外開展道路建設(shè)與改造工程項(xiàng)目的過程中,由于受到當(dāng)?shù)靥厥獾刭|(zhì)、地形、地貌的影響,必然會(huì)遇到與國(guó)內(nèi)同類工程不同的情況,如何在滿足當(dāng)?shù)卣叻ㄒ?guī)的基礎(chǔ)上建造出符合合高質(zhì)量的道路,是很重要的研究課題。在承攬的海外道路建設(shè)與改造工程項(xiàng)目中,針對(duì)路基邊坡的研究資料較少,這類問題雖然在現(xiàn)實(shí)中時(shí)有發(fā)生,但是處理技術(shù)和手段還不是很成熟。本文結(jié)合某埃塞俄比亞德賽舊路改造項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱“工程項(xiàng)目”),分析了路基邊坡失穩(wěn)的原因,并提出了處理措施,以期為國(guó)內(nèi)外同類工程項(xiàng)目施工管理提供理論和經(jīng)驗(yàn)的參考。
埃塞俄比亞德賽舊路改造項(xiàng)目是我國(guó)在非洲埃塞俄比亞共和國(guó)承接的一項(xiàng)舊路改建項(xiàng)目,道路起點(diǎn)位于德賽市,線路全長(zhǎng)67.5km,沿西北向延伸。道路沿線前21km 居民聚居區(qū)較多,后面46.5km 均為沿河山區(qū)道路,地勢(shì)由高向低,海拔高差約1100m。埃塞俄比亞德賽市每年7~9 月為雨季,均為集中降水,暴雨較多;項(xiàng)目沿線地質(zhì)較差,邊坡土質(zhì)松散,多為堆積土,整體性(穩(wěn)定性)不好;路塹邊坡坡度太陡,最上一級(jí)高寬比為1頤0.5~1頤0.33。如何在這種特殊地質(zhì)條件下做好路基邊坡處理,是類似海外項(xiàng)目山區(qū)道路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)期間面臨的重大課題。
經(jīng)過對(duì)埃塞俄比亞德賽舊路改造項(xiàng)目的觀察,該工程項(xiàng)目中路基邊坡經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要有以下3 種表現(xiàn)形式。
路基邊坡剝落是一種常見問題,主要表現(xiàn)為土塊、巖石從路基上零散地脫落下來。產(chǎn)生這種問題最直接的原因在于路基邊坡的表層土體遭受到雨水沖刷、重型車輛的碾壓等破壞,從而產(chǎn)生的一種質(zhì)量缺陷。
邊坡崩塌也是一種較為常見的問題,主要表現(xiàn)為整塊巖石、大面積土方快從邊坡上掉落。相比于邊坡剝落問題,這種問題對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性和整體性的破壞更為嚴(yán)重,并且多見于坡度較大的邊坡上,多是由于強(qiáng)降雨、暴雨的沖刷導(dǎo)致。
邊坡滑坡問題不常見,但是對(duì)路基穩(wěn)定性、整體性的影響和破壞最為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為坡體的整體蠕動(dòng)或滑動(dòng)、最終導(dǎo)致邊坡整體缺失。這類問題的產(chǎn)生是由于強(qiáng)降雨或暴雨的長(zhǎng)時(shí)間沖刷或者洪水泛濫之后的沖擊、浸泡。
路基邊坡穩(wěn)定性和整體性常受到道路工程建設(shè)所在地地質(zhì)水文和自然環(huán)境的影響,這是最直接的原因。不同的季節(jié),工程所在地的降水量不同,過量的雨水和地下水變化會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性帶來影響,導(dǎo)致邊坡內(nèi)部組成材料之間的摩擦力減小,進(jìn)而出現(xiàn)剝落和斷裂的情況,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)滑坡現(xiàn)象。同時(shí),大自然的風(fēng)化作用會(huì)嚴(yán)重影響邊坡的整體性,特別是長(zhǎng)期暴露在風(fēng)化環(huán)境中,受到物理、化學(xué)作用的雙重影響,邊坡重心改變、組成成分缺失,最終出現(xiàn)整體性破壞的情況。除此之外,地震、泥石流等自然災(zāi)害也會(huì)引發(fā)邊坡問題的出現(xiàn)。
路基邊坡的坡度為邊坡底部寬度與整體高度的比值,該值越小,表示邊坡越陡,穩(wěn)定性越差,整體性受到破壞的風(fēng)險(xiǎn)越大[1]。因此,在施工過程中,要注意對(duì)邊坡坡度的控制,以增強(qiáng)穩(wěn)定性和整體性。增大坡度有時(shí)會(huì)帶來施工成本的增加,需要統(tǒng)籌考慮。坡度一般是在施工勘測(cè)之后確定,在施工中發(fā)現(xiàn)坡度設(shè)計(jì)有問題時(shí),應(yīng)通過工程設(shè)計(jì)變更對(duì)坡度進(jìn)行修改;一些施工隊(duì)伍為了降低成本,會(huì)在邊坡周圍堆積各種廢料,以通過這種方法增加坡度,這時(shí),需要做好防護(hù)處理工作,否則極易出現(xiàn)施工危險(xiǎn)。
路基邊坡有的由土質(zhì)組成,有的由巖質(zhì)組成。土質(zhì)邊坡中,當(dāng)內(nèi)部砂土含量較低時(shí),邊坡整體黏合性就會(huì)較差,相應(yīng)的內(nèi)部摩擦力、抗剪切力都會(huì)較小,這時(shí)邊坡穩(wěn)定性會(huì)下降。巖質(zhì)邊坡雖然整體上穩(wěn)定性和整體性較好,但是除了花崗巖,巖質(zhì)邊坡往往還分布著混合花崗巖、硅質(zhì)頁巖及少量的石灰?guī)r等,這些巖石具有不同的穩(wěn)定特性,比如,花崗巖質(zhì)的邊坡物理化學(xué)性質(zhì)比較好,相對(duì)穩(wěn)定,頁巖質(zhì)邊坡在降雨、風(fēng)化等作用下極易形成泥狀或土狀的軟弱夾層,穩(wěn)定性較差。
埃塞俄比亞德賽舊路改造項(xiàng)目在施工與維護(hù)過程中出現(xiàn)過脫落、崩塌和滑坡等問題,部分路段邊坡以土質(zhì)為主,部分路段以巖質(zhì)為主,為了提高穩(wěn)定性和整體性,需要采用多種措施和方法。
中方在海外施工,考慮到施工成本,一般采用比較成熟和可靠的施工技術(shù),其中邊坡支擋就屬于處理路基邊坡失穩(wěn)問題較為常用的技術(shù)。在該項(xiàng)目中,邊坡支擋主要采用的結(jié)構(gòu)是重力式擋土墻,主要是根據(jù)重力作用設(shè)置擋土墻,起到邊坡防護(hù)的作用。重力式擋土墻相較于國(guó)內(nèi)常用的加筋擋土墻與錨定板式擋土墻,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較低,但是需要較多的土質(zhì)或巖質(zhì)材料用量,并需要根據(jù)不同的坡度對(duì)材料用量做好詳細(xì)的計(jì)算,以達(dá)到材料用量最省的目的。經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),并輔助以完善的施工方法,這種邊坡?lián)踝o(hù)技術(shù)在該項(xiàng)目中發(fā)揮了重要的作用,取得了顯著的效果。
在施工過程中,埃塞俄比亞賽德項(xiàng)目遭遇路基邊坡失穩(wěn)失整問題時(shí),還采用了施工線路優(yōu)化技術(shù),即根據(jù)當(dāng)前不良地質(zhì)條件勘測(cè)結(jié)果,對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析,在統(tǒng)籌考慮施工成本、道路使用性能的基礎(chǔ)上,通過施工設(shè)計(jì)變更的方式重新設(shè)計(jì)局部線路,盡量避開不良地質(zhì)條件的影響;對(duì)部分路段,由于處于洪水泛濫區(qū),避開這段區(qū)域需要繞行的距離較遠(yuǎn),無形中會(huì)增加施工成本,這時(shí)采用調(diào)高線路的方式,在合理的坡度范圍內(nèi),通過墊土或墊石料的方式適當(dāng)抬高該段線路。采用線路優(yōu)化技術(shù),對(duì)節(jié)約施工成本有利,但需要做好機(jī)械設(shè)備的調(diào)度與管理。
在實(shí)際施工過程中,水對(duì)路基的作用的表現(xiàn)形式不一,有內(nèi)部地下水沖刷、有外部雨水沖刷等,需要根據(jù)這些形式做好地下水的引出處理,以保持路基內(nèi)部充分干燥,從而降低由于地下水導(dǎo)致的局部失穩(wěn)。埃塞俄比亞德賽項(xiàng)目的施工過程中,根據(jù)水文地質(zhì)的特點(diǎn),在部分失穩(wěn)失整現(xiàn)象較為嚴(yán)重的區(qū)段,采用設(shè)置涵洞、調(diào)整進(jìn)出口布局、增設(shè)截水溝等措施來減少水對(duì)路基邊坡的影響,取得了較好的應(yīng)用效果。
路基邊坡穩(wěn)定性和整體性防治工作是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程,施工中要綜合運(yùn)用以上方法。在埃塞賽俄比亞德舊路改造工程項(xiàng)目施工過程中,項(xiàng)目部綜合采用以上處理方法,取得了較為滿意的效果,可以為海外類似工程項(xiàng)目提供借鑒參考。