李永平
(兩當公路管理段,甘肅 兩當 742400)
伴隨著我國經濟的快速發展,公路交通作為基礎設施的作用越發重要,由于我國道路交通量和軸載的迅速增長,對于公路建設的質量要求也不斷提高。公路中路基作為路面的基礎結構物,由土和石料修筑而成,由于土體自重、行車載荷、自然因素的不斷影響,會使路基各個部位發生變形,從而破壞路基的穩定性和整體性,引發各種路基病害的發生。但是,通過設計階段合理選擇線位,施工中嚴格控制施工質量,在路基初發病害時及時處理,才能有效保證路基的強度和穩定性。
路基沉降是路基最常見的病害之一,指路基表面在垂直方向產生較大的沉落,而這種沉落是不可恢復的。路基沉陷產生的原因很多,總結來說,主要是有路基本身引起的壓縮沉陷和由于地基原因引起的沉陷兩種。
(1)在路堤填筑前未徹底伐樹挖根和清理表土雜草,在路堤成型后遺留雜質腐爛變質,導致地基中形成空隙而產生不均勻沉降。
路堤填料采用不當。如果填料和原有坡度的土基結合不良,在路堤的自身重力和汽車載荷作用下,填料失穩而造成滑移;或者采用穩定性較差的路基填料,如采用高液限黏土、粉質土或者腐殖土填筑路堤,都可能造成路堤局部變形和沉降。
施工不當造成。在半填半挖路段施工時,土基未按照規定挖成臺階,使填料與土基在結合部分產生縫隙和沉降;原地面橫坡大于1∶0.5的路段,路堤填筑前土基未按規定要求挖成臺階,都會造成路基沉降。路基填料壓實度不夠,使得路基土密度偏低,土質透水性增強,由于水分子聚集而侵蝕路基,使得路基軟化或凍脹而產生不均勻沉降。
(2)地基的沉陷是由于原天然地面有軟土、泥沼或不密實的松土存在,土基的承載能力極低,填筑路基前未對原天然地面進行處理,在路基自重的作用下,地基下沉或向兩側擠出,引起的路基下沉。
(1)加鋪路面法。在柔性路面發生沉降時可采用此法,當路基在行車載荷的反復作用下,路基已發生沉降但路基逐漸趨于穩定,路面基本完好時,可以根據標準進行超載預壓,將路面銑刨拉毛后直接加鋪路面,對于沉降產生的裂縫,可以采用鉆孔壓漿方式進行處治。
(2)換土復壓法。由于填土土質問題產生路基下沉,但面積不大、深度不深,可以采用此法進行處治。挖除原路基中出現病害部分的填土,換填級配較好的砂礫土或者塑形指數符合規范要求的亞黏性土。在回填土之前,首先要排除地面水,處治好地下水,挖補面積要稍大于病害面積,并且逐層挖成臺階狀,逐層回填,碾壓密實。
2.1.1 坍塌
山坡堆積物在自身重力作用下,沿著邊坡產生不同規模的坍塌現象。險峻陡峭的山坡是產生崩塌的基本條件;當巖層各種構造面或軟弱夾層傾向臨空面且傾角較陡時,往往會構成崩塌的滑動面;氣候和滲水也是坍塌發生的重要因素,溫差大、降水多、風大風多、凍融作用及干濕變化強烈,在暴雨或久雨之后,水分沿裂隙滲入巖層,降低了巖石裂隙間的粘聚力和摩擦力,增加了巖體的重量,就更加促進崩塌的產生。坍塌結束后,坍塌體可趨于穩定,無明顯的滑動面和軟弱面。
2.1.2 崩塌
巨大的巖體失去和底層巖體的聯系,在重力作用下,突然而猛烈地從陡峻地斜坡上崩離翻滾跳躍而下的現象。崩塌可能發生在高峻的自然山坡上,也可發生在高陡的人工路塹邊坡上。發生崩塌的物體一般為巖石,但某些土坡也會發生崩塌。崩塌體基本穩定后,無滑動面但是有軟弱面。
2.1.3 滑坡
路基山坡山體或巖石,由于長期受到地面水、地下水活動的影響,使其結構破壞,逐漸失去支撐力,在自重作用下,沿著一定的軟弱面整體的、緩慢的、有時先緩后急地向下滑移的現象。滑坡成因復雜,種類很多,目前尚無統一的分類辦法。根據中國區域地質特點,較常發生的滑坡主要有堆積層滑坡、黃土滑坡、粘土滑坡、巖層滑坡。滑坡是一種危害性很大的公路危害。它不僅會把大量泥石推向路基,甚至會把整段路基、整座建筑物埋沒摧毀。
2.2.1 坍塌和崩塌的防治
(1)引導地表水和截留地下水。修建截水溝,引導地表水,把塌方體以上的山坡的水攔截于截水溝內排出;在塌方體內設置支撐盲溝,來截斷地下水,聚集并將水排除到巖體之外,從而減少塌方體的重力。
(2)設置擋土墻等建筑物來增加邊坡的支撐力,維持土體平衡。
(3)刷方減載。這種方法適用于巖體覆蓋較厚的山坡,其數量應該根據土石的物理力學性質進行驗算,并考慮邊坡的地質條件和費方處理方案。
(4)改線繞道。當山坡有可能發生較大規模的坍方時,根據現有的條件較難處理,可以在經濟技術方案比較后,考慮繞避或者改線。
2.2.2 滑坡的防治
(1)排除地表水和地下水。排除地表水,首先要設置截水溝等排水設施,切斷滑坡體以外的地表水,再根據滑坡體的地勢情況和水量大小,在滑坡區域內設置樹狀排水系統;最后要填平山坡滑坡地,整平夯實山坡坡面,防止積水下滲。
排除地下水,可以設置支撐盲溝和截水溝、泄水孔,為防止潛蝕引起陷穴,根據土壤和地下水的流量,可考慮設置倒慮層。
(2)通過刷坡減載或者修筑擋土墻、抗打滑樁、預應力錨索等設施,增加滑坡體的重力平衡條件,在修筑支撐構造物時要注意∶基礎應該埋置于滑動面以下的硬層或者基巖上,確保其穩定。
翻漿是指在凍脹性土的路段,在冬季、地下水分連續向上聚集、凍結成冰、導致春融期將,土基含水率過大,強度急劇降低,在行車作用下路面發生強黃、裂縫、鼓包、冒泥等現象。產生路基翻漿的主要因素,一是從路基表面滲入路基內部的水和地下原有的地下水分,另一個是氣候變化,一凍一化,寒暖交替時。
3.2.1 鋪設隔離層
按使用材料把隔離層分為兩類∶透水性隔離層和不透水隔離層。透水性隔離層采用礫石、碎石、粗砂或爐渣條等材料,用于透水性路面,其厚度一般設為10cm~20cm。不透水隔離層用以隔斷毛細水和橫向滲水。
3.2.2 做好路基排水,提高路基高度
良好的路基排水可以阻止地面水或地下水浸入路基,保持路基土體干燥,將凍結時水分聚流的來源減少。提高路基是一種操作簡單、效果明顯、經濟實用的常用措施。增大地面水位或地下水至路基邊緣間的距離,保持路基上部土層干燥,不至于在凍結過程中由于聚冰過多而失穩。在粉性土地段及重冰凍地區,應采取其他措施如石灰土、砂墊層等同提高路基配合使用。
3.2.3 換土
處理因土質不良或舊路的局部翻漿而造成的翻漿路段應采用換土法,是將造成路基翻漿的稀泥和土挖出,換填40cm~60cm厚的碎(礫)石或砂性土,分層壓實后重新鋪筑路面。翻漿嚴重的路段,挖除全部軟土,將水穩性良好的砂礫料填入,并分層壓實。
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