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公路路基常見病害的危害及其處理

2014-09-24 05:42吳建英
城市建設理論研究 2014年25期
關鍵詞:公路建設治理措施

劉寶生

摘要: 路基是路面的基礎, 沒有穩定的路基,就沒有穩固的路面。路基質量在建設過程中得不到充分保障,在質量方面存在潛在隱患,那么,其后續施工如路面工程、防護工程等部位再怎么牢固,怎么堅硬,也始終無法得到根本的保障,在施工過程中我們必須采取一系列有效的措施來確保其質量。

關鍵詞:公路建設 路基質量常見病害 治理措施

中圖分類號: U412 文獻標識碼: A

路基是公路的重要組成部分,是路面的基礎。其質量的好壞,將直接影響到路面的使用品質。近年來,雖然公路工程質量有了不斷提高,但也存在不少質量通病。無論是水泥混凝土路面還是瀝青混凝土路面,全國各地都不同程度地出現早期破壞,這些路面產生早期損壞的原因主要是因為路基問題。

一、公路路基的病害類型及成因

1. 路基深陷

路基深陷是指路基表面在垂直方向產生較大的沉落。路基的深陷有兩種情況,一是路基本身的壓縮沉降;二是由于路基下部天然地面承載能力不足,在路基自重的作用下引起深陷或向兩側擠出而造成的。形成的原因主要是因路基填料不當,填筑方法不合理,壓實度不足,在路基堤身內部形成過濕的夾層等因素,在荷載和水溫綜合作用之下,引起路基沉縮。

2. 邊坡滑塌

邊坡滑塌是最常見的路基病害,根據邊坡土質、破壞原因和規模不同可分為塌方和滑坡。塌方是由于土質邊坡向下移動造成的?;轮饕怯捎诓涣嫉刭|條件造成的破環。巖土體的力學性質決定了邊坡穩定性的喪失方式,如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主,而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖土體的工程地質性能越好,邊坡穩定性越高。

3. 路基沿坡滑動

在較陡的山坡填筑路基,由于路基底部被水浸濕,形成滑動面,坡腳又未進行支撐,在路基自重和行車荷載作用下,整個路基沿傾斜的原地面向下滑動,路基整體失去穩定。這是由于設計不合理,經驗不足。在目前公路的標準規范的具體運用上存在兩個誤區:一是認為 公路就是標準越高越好,在設計和建設中都刻意追求所謂高、大、全的標準;二是在執行標準時教條化,不是因地制宜運用指標,而是千方百計讓地形、地質等自然環境適合標準。由于上述兩個認識上的誤區,導致在建設過程中高填深挖路基增多,高路堤和高邊坡增多,隨之也就造成路基沿坡滑動的病害增多。

4. 路基變形

深填、高填、半填半挖或立交橋互通匝道填方,往往會在通車一段時間后下沉。究其原因.一方面是施工因素,如壓實控制不好、分層過厚、施工措施不當以及含水量沒控制好等等;另一方面是材料因素,如最大干容重及最佳含水量有誤、材料壓縮系數過大、采用高塑性指數的粘性土等。出現此問題會使路面變形、開裂或下陷;另外隨著經濟的發展大型超重車輛以及超載車輛的增多,也會造成現有公路等級過低無法滿足重載車輛的要求而引起路基變形。

5. 路基不均勻沉降

影響路基沉降的因素很多,如荷載大小、土層特性及其分布、土的應力、或地下水的作用等。大量的調查研究表明,路基不均勻沉降是多方面因素綜合作用的結果。一般而言,路基不均勻沉降的主要原因有:填方路基土體壓實度不足;地基土體中存在飽和軟土層;路基剛度差異,在車的動荷載作用下,在基床結構內可能造成較大的附加應力,導致路基的局部開裂或沉陷;路基的側向變形也是路基產生不均勻沉降的原因。

二、防治措施

1. 做好地質勘探調查對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細探查,尤其要對特殊路基段提供詳細的設計資料,地表不良路段,設計可考慮換土或摻白灰、水泥及鋪設土工布等措施。

2. 確保最小填筑高度路基必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性,按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度,確保路基最小填筑高度,當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如:換填砂礫、石渣等透水性材料設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基,須換填不少于60cm 砂礫,石質挖方路基,須設置30cm 砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。

3. 明確路基填料質量標準要求在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR 值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。

4. 完善路基綜合排水設計,在公路工程設計中,必須遵循因地制宜,整體規劃,綜合考慮的原則進行路基縱、橫向排水設計,避免造成路基兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降面發生沉降變形。在村屯路段必須設置排水邊溝,平坡路段邊溝須設有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統籌考慮,要求在每20- 40m 及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段根據上邊坡的匯水而積來設計截水溝,并考慮邊坡土質和邊坡,設置擋墻防止塌方,路基較低路段可以采取加設砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。

5. 確保路基邊坡穩定性高填、深挖路基的邊坡應根據填料種類、邊坡高度和工程地質條件等規范確定,高填路堤必須進行路基穩定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。

6. 積極采用路基綜合防護形式積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式,在比較穩定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節理發育、軟質巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕,植物不易生長的填方邊坡可采用護面墻、砌石等工程防護措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。

7. 采用正確的防護與加固措施。路基邊坡防護與加固包括植物防護、工程防護、柔性支護與防護、綜合防護等幾種類型:

(1)植物防護就是在邊坡上種植草或植樹,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷,確保固結和穩定邊坡,從而達到保護邊坡的作用。一般來說,防護工程應優先考慮植物防護,在高速公路上,常用的植物防護有植草、鋪草皮和植樹等。

(2)工程防護措施即設置人工構造物防護。主要是針對不適宜植物生長的土質填、挖方邊坡或風化嚴重、節理發育的巖石路基邊坡,以及碎(礫)石土的挖方邊坡等。工程防護的類型有護面墻防護、干砌片石防護、漿砌片石防護、水泥混凝土預制塊防護、錨桿防護、擋土墻以及土工合成材料防護等。以下為工程防護的幾種具體設置原則:

①、沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段,在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等,以抵抗水流的沖刷和淘刷。

②、邊坡破壞較嚴重的情況,如出現塌方、滑坡以及可能出現失穩等,必須采取相應的措施來確保邊坡的穩定性(強度方面)和安全性(變形方面)。根據邊坡的不良工程地質特征和滑坡加固治理與防護工程特色,主要選取適用性強、易于操作、工程負效應小的措施,如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等,使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學條件和地質條件。

③、對高而陡的防護構造物,設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。

結語

路基是整個道路的基礎,更是保證路面質量和穩定的關鍵,它與路面構成一個整體結構,是公路的基本結構物,承受行車作用和自然因素的影響。堅固、穩定的路基是保證公路具備良好使用品質的基本條件,提高路基的強度和穩定性,可以適當減薄路面厚度,降低造價,節省維修費用。路基病害的產生不僅與地質、設計、施工等路基形成前的各個環節有關、而且也與路基形成后的養護和管理有關, 因此, 公路邊坡的防護和治理正日益受到人們的重視,已成為公路設計和施工中與路基主體工程并重的問題,合理經濟的邊坡防護是確保路基的強度和穩定性的不可缺少的工程技術措施, 在設計和施工中應根據開挖和填筑形態、地貌、地區、氣候、邊坡巖土等因素選擇防護類型。再加上施工管理人員的精心組織、合理施工,路基質量才能得到充分保障。

參考文獻:

[1]鄭昌禮.公路路基常見病害及防治措施[J].科技創新導報,2008.

[2]宋剛.公路病害治理探析[J].黑龍江交通科技.2010.

吳建英

摘要:公路工程路基病害治理是一項長期而復雜的工作。因此,在進行公路工程路基病害治理的時候,一定要結合具體路段進行治理,合理選擇公路工程路基病害治理方法。只有這樣,才能夠有效保證公路工程的質量,保證行車的安全性。本文筆者對公路路基常見病害的危害及其處理進行了探討,希望對相關從業人員具有借鑒意義。

關鍵詞:公路路基,病害,危害,處理

中圖分類號:X734文獻標識碼: A

前言:近年來,我國的路基承受的荷載正在逐年的增多。與此同時,自然因素也是會導致路基出現病害的一個原因。由于公路所處地理環境和氣候環境的不同,路基出現的病害也是多種多樣的,在對待路基的危害方面,如果想一次就徹底將病害解決是非常的不現實的,只有通過找到其發生的原因,做好事前的防范工作,將其發生危害的可能性降到最低才是最可取措施。

1 公路路基常見病害及其危害

1. 1 黃土地區公路路基病害及其危害

由于黃土土壤中的粉粒含量相對較大,且黃土無層理,具有很強的濕陷性,容易被水分溶蝕,因而黃土地區路基較容易產生病害,最常見的情況包括以下幾種: 因雨水溶蝕造成的路基失穩,路基邊坡面剝落,因地基浸水造成的承載力下降等等,上述病害的危害主要表現為路基的不均勻沉降,嚴重時導致瀝青面層開裂,嚴重影響通行車輛的駕駛安全和行車舒適度。

1. 2 鹽漬土地區公路路基病害及其危害

( 1) 硫酸鹽漬土。由于路基中土壤鹽分的體積會發生一定的變化,這會引起土體密度變低,從而造成路基表面松散、邊坡變形、路肩疏松,更有甚者當路基中硫酸鹽成分過多時會直接侵害公路面層,造成路面破裂、鼓包等病害; ( 2) 氯鹽漬土。這種土壤的濕陷性較強,遇雨水、地表水等容易溶解,從而造成路基不均勻沉降甚至坍塌等危害; ( 3) 碳酸鹽漬土。碳酸鹽漬土具有較強的黏附性,當遇地表水或雨水沖刷時,穩定性變差,常常會造成路面泥濘的問題,嚴重影響行車安全。

1. 3 山區公路路基病害及其危害

( 1) 坍塌。坍塌的產生原因多為開挖路塹邊坡過陡,這種病害通常會引起路基變形,從而影響路面平整度,從而影響行車安全性; ( 2) 崩塌。暴雨過后,因雨水滲入巖石,使其軟化松動,從而穩定性變差產生崩塌,此外,爆破施工、地震、巖層風化等因素也有可能引起崩塌,崩塌會對路面、路基造成嚴重的損壞; ( 3) 滑坡?;碌漠a生原因較為復雜,但一般都與巖層構造、土質、水文條件等因素有關,山體滑坡通常會直接造成交通中斷,且為公路維護管理造成很大的困難;( 4) 泥石流。泥石流是山區地帶的特殊洪流,一旦發生通常會對山區公路造成毀滅性的的影響。

2 公路路基病害處理對策

2. 1 黃土地區路基病害的處理

( 1) 強化排水設施建設。有效的路基路面排水系統對于及時排出積水和減少黃土地基因浸水而產生的病害有著重要的意義,對此,除了要確保公路工程整體排水設施質量過關以外,還應在較容易發生病害的部位尤其是雨水沖刷較強的地段增加排水設施,排水措施的選擇應視水量大小而定,通過增設排水設施能夠有效減輕雨水或地表積水對路基的沖刷和浸蝕作用,從而減少路基病害的發生; ( 2) 強化檢修與維護。平時要強化對黃土地段路基的維護工作,一旦發現邊坡剝落、路基不均勻沉降等問題應及時進行整修,避免病害進一步發展; ( 3) 有效利用植物防護。植物防護指的是通過在公路邊坡上種植植物,利用植物的根系加固土壤,從而減輕降水對邊坡的侵蝕,同時通過植被減緩水的流速,進一步減輕其對黃土的沖刷,從而有效保護邊坡。

2. 2 鹽漬土地區路基病害的處理

( 1) 做好道路排水。由于鹽漬土路基通常易溶且具有較強的濕陷性,因而做好排水工作對于避免該類路基病害至關重要,通常該類路基的排水溝應設有 0. 5% 到 1% 到縱坡,對于地勢較為低矮不利于排水的地段應加設排水設施; ( 2)做好邊坡加固。由于鹽漬土地基邊坡穩定性通常較差,因而應強化對邊坡的加固,如利用磚頭、卵石平鋪在邊坡坡面上,以防邊坡被侵蝕或被踩踏等; ( 3) 合理加寬路肩。對于路基中含鹽量較大的地段,應適當加寬路肩,并將滲水材料摻進土壤對路肩進行封閉處理; ( 4) 強化路基養護管理。鹽漬土地段的路基病害多發生在秋冬季節或春季,路基容易在這些季節受地表水的影響而產生翻漿等病害,此時應強化養護管理,將路肩隆起的部位及時鏟除促進排水; ( 5) 種植耐鹽草木。種植耐鹽草木能夠起到防止水土流失的作用,因而應根據地基和邊坡情況合理選擇耐鹽草木的種類并加以種植。

2. 3 山區公路路基病害的處理

( 1) 坍塌和崩塌的防治。首先,可截斷地下水,以便將地下水迅速排出,同時對塌方體進行干燥; 其次,山區公路應設置擋土墻,來提升邊坡穩定性和支撐力,從土體崩落; 再次,應通過在邊坡坡面植樹種草或者設置襯砌石塊等方式來提升邊坡穩定性,進而避免坍塌; 此外,對于那些容易發生較嚴重的坍塌或崩塌事故的地段,應盡量避開,改變路線以提升山區公路安全性; ( 2) 滑坡的防治。首先,通過在山坡上植樹種草,能夠使其根系加固地表同時吸收地表的水分,以促進地表水分及時排出,進而避免土體和巖層浸水而穩定性變差; 其次,應適當設置截水溝,以促進地下水順利排出,應注意對截水溝的維護管理,避免泥沙堵塞阻礙排水; ( 3) 泥石流的防治: 首先,應注意減輕路基邊坡的荷重,可通過種植草皮、采用人造土工材料等方式加固邊坡; 其次,對路基邊坡進行支撐和保護,合理設置擋土墻、支柱等支護物; 最后,合理種植植物是促進水土保持和避免山區泥石流災害發生的根本方法,因而工程施工前應與當地相關部門取得聯系,明確種植樹木、草皮對維護山區公路建設和使用安全的作用并采取相應的措施。

2.4采空區路基治理措施

采空區路基治理是公路工程路基路面病害治理的重點和難點,由于開采時間與開采結束后上伏巖土體剩余沉陷變形時間都較長,在對公路工程路基的危害方面,采空區路基治理的形勢十分嚴峻,對路基影響與危害持續時間也較長。在公路工程路基路面的治理中,針對采空區路基路段的治理,要制定實際可行的治理方案,必須了解采空區的分布及發展情況。采空區路基的治理應從路基處治、開采協調兩個方面來進行,其具體內容如下。 對公路工程采空區路基路面病害的處治,可以從四個方面采取措施,即開挖回填、充填、橋跨和注漿。其中,開挖回填是指對于路基挖方邊坡上的采空區宜采用開挖回填方案。開挖要注意保護標準定位樁、軸線樁、標準高程樁?;靥钍潜WC地基不受侵擾。充填是指采空區充填能有效地減小地表沉陷破壞程度。公路工程的充填材料對采空區路基路面的治理至關重要,有條件時采用水砂充填,能保證公路安全無損。采深不大時,可采用覆巖離層充填,加固采動覆巖破壞區,限制地表沉陷破壞。 另外,為充分保證工程質量,降低工程造價,在公路工程路基路面病害治理中,在煤層開采規模較小、開采深度小于100m的采空區,可以采用橋跨方案。而在煤層開采規模較大的采空區,則適宜采用注漿的方法,注漿是指采空區上覆巖層在有條件時會出現離層,離層經歷產生、發展、達到最大高度及最終離層閉合的移動過程。在離層帶中注漿減緩地表沉降,控制地表總的下沉量,減緩地表動態變形值,達到保護公路的目的。

3 總 結

綜上所述,路基的產生原因多種多樣,表現形式及其危害程度也各有差異,因而要對公路路基病害實現有效防治應首先弄清其形成原因。雖然公路工程路基病害很難完全避免,但通過采取針對性的預防和處理措施,能夠將路基病害的產生機率有效縮小,并將病害的危害程度限制在可控范圍內,從而更好地保障公路工程路基乃至路面的服務性能和使用壽命。

參考文獻:

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[4] 楊全. 淺談公路路基路面病害處置措施[J]. 中國新技術新產品,2012,( 13) : 71.

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