張廣敏
(河南省公路工程局集團有限公司,河南 鄭州 450000)
路基是公路主體結構的重要組成部分,它是按照路線位置、設計橫斷面的技術要求修筑的帶狀構造物來作為路面基礎。路基的主要作用是承受路面傳來的行車荷載、路面結構的重力和本身土體的自重,如果荷載量過大,加上自然因素的影響,路基各個部位很容易產生變形。因此,路基被要求有足夠的強度、穩定性和耐久性。公路在使用過程中,各種因素的綜合使路基出現的病害不可避免,這就要求施工單位必須重視每一個環節,并采取相應的措施預防路基病害的產生。
路基沉陷是路基最常見的病害之一,這種病害主要表現在路基表面在垂直方向發生了較大的沉落,這種沉落是不可恢復的。產生路基沉陷的原因有很多,路基本身的壓縮沉降和突擊沉降這兩種是主要原因。造成路基頂部沉陷的原因是行車荷載作用和水的沖刷、侵泡、侵蝕等,加上路基選料不當、填筑方法和壓實不合理,在這些綜合因素的作用下,路基逐漸被破壞,承載能力逐漸下降,最終導致路基塌陷。
滑坡通常是指一部分土體失穩,在重力的作用下沿某一滑動面滑動的現象。產生路基滑坡的原因主要有內在因素和外在因素。內在因素是產生路基滑坡的決定性因素,內在因素包括巖土的性質、地質構造等,外在因素在一定程度上輔助內在因素促進滑坡的產生,外在因素主要有人、地面水等因素。
路基翻漿也是在內在因素和外在因素的綜合作用下產生的,內在因素包括地表水、地下水等,外在因素包括工程質量、行車流量等,同時,路基翻漿的產生還受土質、季節、設計、養護程度等的影響。
崩塌是指巖體從陡峭的斜坡上崩離翻滾,跳躍而下,具有猛烈、突然、快速、難以預測等特點,崩塌多發生在陡坡和山體斜坡,這些地段地質穩定性能較差;崩塌也多發生在多雨的季節或暴雨之后,雨滲入巖石導致巖石產生軟化和潤滑的作用,使巖體的強度和內摩擦力減小而導致崩塌。
路基凍害是冰凍地區公路的主要病害之一,路基凍害主要是指路基中的水分在凍結的過程中向凍結鋒面移動的現象。路基凍害的影響因素主要有:土中水分的影響,土中的含水量越大,凍害范圍就越大,地下水位越高,凍害范圍越大;溫度的影響,土體的凍害強度隨著溫度的下降而增加,隨后增長緩慢,逐漸趨于穩定;土壤鹽分的影響,土壤的鹽溶液濃度越大,凍害的強度越小。
(1)正確設計路基的橫斷面,進行填筑的時候,要選擇良好的路基填筑土,必要的時候,要對路基上層的填筑土做穩定處理,保證路基的穩定性能。
(2)要了解并掌握當地的地質情況、有無地下水、地下水的情況等。
(3)在公路路基施工的填筑中,要做到分層填筑,每層的填筑深度應符合規定標準,分層碾壓,確保每一層的壓實度都滿足要求。
(4)嚴格控制路基填筑土的含水量,注意路基排水的情況,對地表水采取攔截和分散。
(5)修筑斜坡上的路基時,通過修建盲溝、隧洞、滲溝等來疏導地下水,必要的時候,要對路基進行支擋和防護。
防治路基滑坡的主要措施是排水、降低荷載和支擋。排水措施可以通過在滑坡體外設置環形的截水溝來截斷旁引地下水,也可以根據地下水的流向設置盲溝和隧洞來截斷和引出地下水;降低荷載的措施主要是將巖體后部的土石挖去一部分,從而減輕滑體的自重,促使滑坡的穩定;支擋要按照滑坡體下滑力的大小,修建單級或者多級的重力式擋土墻,比如抗滑擋墻、抗滑樁、錨桿擋墻等,來防止滑坡體下滑。
處理路基翻漿病害的時候,要正確分析翻漿產生的原因,路基翻漿主要是由水造成的,這個時候就需要對水的損壞類型進行準確的分析,分析水是地表水、地下水、臨時性浸水還是長期的補給水,由此來確定防治措施。
(1)鋪設隔離層。
由于地表水的滲入易產生翻漿病害,所以,要在透水性路面中采用碎石、礫石或粗砂等材料來鋪設,鋪設厚度為10 厘米到20 厘米的隔離層,同時分別在隔離層的上下鋪設1 厘米到2 厘米的隔離層以防止淤塞。隔離層一般應設置3%—4%的路拱,底部應高出地面水20 厘米以上。
(2)開渠排水
在路肩上開挖寬30 厘米到40 厘米、間距為5 米左右的橫溝,排除表面積水,橫溝要深至路面基層以下,同時應高于邊溝底。
(3)增加路基的高度
增加路基的高度,能增大地下水或者地面水至路基邊緣間的距離,從而保持路基上部土層的干燥,避免在凍結的過程中出現由于聚冰過多而導致路基失去穩定性的情況發生。增加路基高度的方法操作簡單,具有經濟、實用且效果明顯的特點。
防治路基崩塌的措施要根據病害的性質、病害規模、所處地的地形、地質情況等,比較常用的防治路基崩塌的主要措施有4 種。
(1)遮攔型
這種類型主要適用于規模和塊體都比較大的路基崩塌落石。
(3)攔截型
攔截型主要適用于規模和塊體都較小的路基崩塌落石。攔截的主要構造有落石平臺、落石坑、攔石墻等。
(3)護坡、護墻
護坡、護墻主要適用于容易風化剝落的邊坡。邊坡坡度比較陡的用護墻,邊坡波度比較緩的用護坡。
(4)支擋加固類
常見的支擋加固類的支擋結構主要有支護墻、支頂墻、支柱等。支擋加固類的支擋結構適用于清除比較困難的大危巖或者穩定性能較差的大孤石。
(1)修建排水設施
修建具有抗凍防滲能力的地表排水設施,以防治因地表水而引起的凍脹;修建滲溝、暗溝、截水溝等,截斷、疏導地下水或降低地下水位,以防治因地下水補給而引起凍脹。(2)置換法
挖除凍害地段的基床土,換填無凍脹或凍脹很小的碎石、河沙、砂類土等。換土深度應達到主凍結結構之下,換土寬度應包括路肩在內的整斷面。
(3)鋪設保溫層
在基床表層鋪設保溫層,改善基床溫度環境,使表層下的基床土不凍結或減小凍結深度。保溫材料一般用爐渣,其導熱系數小,成本低廉,也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保溫材料,在隔溫層上撒鋪數厘米厚的砂,然后再鋪20 厘米到30 厘米厚的沙礫進行碾壓。用泥炭或冷壓泥炭磚作保溫材料,效果良好,使用時間長。濕度大的泥炭在水分凍結時,會釋放大量潛熱,能防止泥炭進一步凍結。
(4)人工鹽化基床土
用氯鹽整治路基凍害,費工較多,雖然效果很明顯,但是有效時間比較短,一般用于基床表層的凍脹地段。所以,人工鹽化基床土的時候,要考慮其整體效果。
(5)穩定土處理
可以摻入適量的水泥對不夠穩定的基層用土進行處理。
總之,公路路基產生病害的原因是綜合復雜的,往往是多種因素所導致的結果,所以公路路基病害的種類也是多種多樣的。在這些錯綜復雜因素的影響下,想要徹底避免路基病害的發生是不現實的,由于工程地的不同,所以要綜合分析病害的原因,找出相應的防治措施,努力將路基病害的產生幾率降到最低,為路面的質量和穩定性提供保障。
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