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【摘要】路基是整个道路的基础,更是保证路面质量和稳定的关键。路基病害的产生不仅与地质、设计、施工等路基形成前的各个环节有关、而且也与路基形成后的养护和管理有关,要避免路基病害的产生对路面造成的早期破坏,必须从各个环节注意,采取相应的措施,提前治理和预防路基病害的产生。本文结合实际,分析了路基主要病害类型及成因,并提出了针对性的路基病害治理措施。
【关键词】公路路基;路基病害;预防治理;措施
1. 路基病害类型及原因
1.1 路基变形
深填、高填、半填半挖或立交桥互通匝道填方往往会在通车一段时间后下沉。究其原因,一方面在于施工因素如压实控制不好、分层过厚、施工措施不当以及含水量等等;另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等。出现此问题,会使路面变形开裂或下陷;另外随着经济的发展大型超重车辆以及超载车辆的增多造成现有公路等级过低无法满足重载车辆的要求而引起的路基变形。
1.2 边坡滑塌
边坡滑塌是最常见的路基病害,根据边坡土质破坏原因和规模不同可分为塌方和滑坡。塌方是由于土质边坡向下移动造成的。主要是由水损坏和施工不当引起的。滑坡使一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。主要原因是由于不良地质条件造成的破环。岩(土)体的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式,如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主,而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。
1.3 路基沿坡滑动
在较陡的山坡填筑路基,由于路基底部被水浸湿,形成滑动面,坡脚又未进行支撑,在路基自重和行车荷载作用下,整个路基沿倾斜的原地面向下滑动,路基整体失去稳定。这是由于设计不合理,经验不足,在目前公路标准规范的具体运用上存在两个误区;一是认为公路就是标准越高越好,在设计和建设中都刻意追求所谓高、大、全的标准;二是在执行标准时教条化,不是因地制宜运用指标,而是千方百计让地形、地质等自然环境适合标准。由于上述两个认识上的误区,导致在建设过程中高填深挖路基增多,高路堤和高边坡增多,随之也就造成路基沿坡滑动的病害增多。
1.4 路基沉陷
软土地基上修建的路基沉陷比较多,这是由于软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等现象,应采取预压方式至使沉降稳定,再调整纵断,以满足使用要求。造成路基沉陷有施工不当的原因,随着各种工程活动的次数频繁和规模扩大,对公路边坡稳定性的影响越来越显著,特别是各种不当的工程活动引起的边坡、路基失稳沉陷事故经常发生。对边坡、路基稳定性产生明显影响的活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等,另外,养护不善也会造成这种现象,路面病害处理不得力或交通安全设施维护不及时,病害在车轮载荷的反复作用,向四周扩散、破碎、掉渣,形成大面积坑槽沉陷。
2. 路基治理的措施
2.1对路堤填筑前原地面进行处理。路基施工质量的好坏是路基路面工程能否经受住行车荷载、冬季、雨季、时间考验的关键。要想做好路基工程,就必须扎扎实实地对路基进行填筑,做好对原地面的处理。
2.2有选择性地使用路堤填料。路堤填料应优先采用含水量和塑性指数均符合规范的土,坚决不能使用淤泥、冻土、有机土含草皮土、沼泽土、生活垃圾和含有腐殖质的土。对于液限大于50、塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。
2.3压实填土。路基必须严格按照现行《公路路基施工技术规范》的要求对路基进行施工,并通过试验路段来确定不同机具压实不同填料时的最佳含水率。同时,还要有相应的碾压遍数、适宜的松铺厚度、最佳的機械配套和有一定素质的施工队伍来具体施工。
2.4做好软基处理。对特殊地基,如外在荷载在土基上有可能出现过大的有害变形和强度不够的软土地基都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。
2.5完善排水设施。只有将影响路基稳定的地面水予以拦截并排除到路基范围之外才能保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定的状态。同时,必须把影响路基稳定的地下水引导到路基范围以外以降低水位,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
2.6采取减重措施。当出现滑动面不深、滑体呈上陡下缓状、滑坡范围外有一定的山坡且滑坡不可能向上发展时,可以在滑坡上部减重,以减弱滑坡的下滑力,这是一种经济实惠、操作简单的防治措施。减重的土体堆在坡脚能增加坡脚的抗滑力,效果更好。
3. 路基沉陷治理措施
3.1 换填砂砾或灰土
砂砾及灰土具有水稳性好,易压实,压实后沉降量小等特点。因此,用其作为桥涵台背填料可以起到过渡作用,使桥涵沉陷与路基沉陷呈现连续性,从而可以避免桥头跳车病害的发生。
3.2 高强度塑料土工格栅
高强度塑料土工格栅是一种新型土工材料,它具有强度高,尺寸稳定性好、耐腐蚀、适应温度范围广、优异的老化性能、重量轻、搬运方便,易于安装等特点。由于其所具有的以上特点,在公路路基填筑过程中将其填筑于路基之内,可以起到防止软土地基的不均匀沉降作用,使路基在沉陷过程中起到连续过渡的效果。
3.2 土工筋带
土工筋带也是一种新型土工建筑材料。它是以高强度复合材料为骨架,外部覆盖了高分子聚合塑料而制成的一种复合拉筋带,它经过特殊处理,具有抗老化、防腐蚀、耐酸碱及强度大等特点。它的作用原理是在填土之后,土体和拉筋带之间的摩擦力改善了土的物理力学性质,而使得填土和拉筋带结合成为一个整体,阻止了土体滑移并且在路基沉陷过程中形成连续沉陷,从而可防治路基不均匀沉降病害的发生。
4. 防治滑坡的措施
4.1 排水措施滑坡的发生和发展都与水的作用有关,排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况,采用切合实际的排水方式。对滑坡体以外的地表水,应加以拦截和引出,在滑坡可能发展的边界5 m以外修建一条或多条环形截水沟;对滑坡体以外的地下水,应修建截水盲沟;对滑坡体内的地下水,应疏干和引出,浅层地下水采用支撑盲沟,深层地下水采用泄水隧洞,亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水;对滑体范围内的地表水,应尽快汇集引出以防下渗,在充分利用天然沟谷的基础上,修建排水系统。
4.2 减重措施 当滑动面不深,且滑体呈上陡下缓状,滑坡范围外有稳定的山坡,滑坡不可能向上发展时,在滑坡上部减重,以减小滑坡的下滑力,是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压,以增加抗滑力,效果更好。
4.3 支挡措施 根据滑体推力的大小,可以选用适当的支挡结构防滑。 如抗滑挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙、抗滑明洞等。
4.4 改善滑坡土体的物理力学性质,用物理化学方法,加固和稳定滑坡。方法很多,如焙烧、成浆、加灰土桩、硅化、电渗、离子交换等。
4.5 改线绕避。上述整治措施难以奏效时,在经济技术合理情况下,可以考虑改线绕避。
5. 结束语
路基病害的产生往往是受多种因素综合作用的结果,因而其种类也是多种多样的。路基施工是公路建设项目的关键环节,设计及施工技术人员在工作过程中必须加强路基施工方案设计与施工质量控制,最大限度减少路基通病问题的出现,确保路基施工质量。同时不断总结施工经验,对施工技术进行改进与完善。只有这样才能保证保障路面的质量和稳定性。
【参考文献】
[1] 公路路基病害及防治。中国交通技术信息网,2007.
[2] 张文涛.公路工程路基病害成因分析与治理.道路工程,2010.
[3] 苏晓莺.谈公路工程路基病害及其治理措施.山西建筑,2011.
【关键词】公路路基;路基病害;预防治理;措施
1. 路基病害类型及原因
1.1 路基变形
深填、高填、半填半挖或立交桥互通匝道填方往往会在通车一段时间后下沉。究其原因,一方面在于施工因素如压实控制不好、分层过厚、施工措施不当以及含水量等等;另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等。出现此问题,会使路面变形开裂或下陷;另外随着经济的发展大型超重车辆以及超载车辆的增多造成现有公路等级过低无法满足重载车辆的要求而引起的路基变形。
1.2 边坡滑塌
边坡滑塌是最常见的路基病害,根据边坡土质破坏原因和规模不同可分为塌方和滑坡。塌方是由于土质边坡向下移动造成的。主要是由水损坏和施工不当引起的。滑坡使一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。主要原因是由于不良地质条件造成的破环。岩(土)体的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式,如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主,而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。
1.3 路基沿坡滑动
在较陡的山坡填筑路基,由于路基底部被水浸湿,形成滑动面,坡脚又未进行支撑,在路基自重和行车荷载作用下,整个路基沿倾斜的原地面向下滑动,路基整体失去稳定。这是由于设计不合理,经验不足,在目前公路标准规范的具体运用上存在两个误区;一是认为公路就是标准越高越好,在设计和建设中都刻意追求所谓高、大、全的标准;二是在执行标准时教条化,不是因地制宜运用指标,而是千方百计让地形、地质等自然环境适合标准。由于上述两个认识上的误区,导致在建设过程中高填深挖路基增多,高路堤和高边坡增多,随之也就造成路基沿坡滑动的病害增多。
1.4 路基沉陷
软土地基上修建的路基沉陷比较多,这是由于软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等现象,应采取预压方式至使沉降稳定,再调整纵断,以满足使用要求。造成路基沉陷有施工不当的原因,随着各种工程活动的次数频繁和规模扩大,对公路边坡稳定性的影响越来越显著,特别是各种不当的工程活动引起的边坡、路基失稳沉陷事故经常发生。对边坡、路基稳定性产生明显影响的活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等,另外,养护不善也会造成这种现象,路面病害处理不得力或交通安全设施维护不及时,病害在车轮载荷的反复作用,向四周扩散、破碎、掉渣,形成大面积坑槽沉陷。
2. 路基治理的措施
2.1对路堤填筑前原地面进行处理。路基施工质量的好坏是路基路面工程能否经受住行车荷载、冬季、雨季、时间考验的关键。要想做好路基工程,就必须扎扎实实地对路基进行填筑,做好对原地面的处理。
2.2有选择性地使用路堤填料。路堤填料应优先采用含水量和塑性指数均符合规范的土,坚决不能使用淤泥、冻土、有机土含草皮土、沼泽土、生活垃圾和含有腐殖质的土。对于液限大于50、塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。
2.3压实填土。路基必须严格按照现行《公路路基施工技术规范》的要求对路基进行施工,并通过试验路段来确定不同机具压实不同填料时的最佳含水率。同时,还要有相应的碾压遍数、适宜的松铺厚度、最佳的機械配套和有一定素质的施工队伍来具体施工。
2.4做好软基处理。对特殊地基,如外在荷载在土基上有可能出现过大的有害变形和强度不够的软土地基都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。
2.5完善排水设施。只有将影响路基稳定的地面水予以拦截并排除到路基范围之外才能保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定的状态。同时,必须把影响路基稳定的地下水引导到路基范围以外以降低水位,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
2.6采取减重措施。当出现滑动面不深、滑体呈上陡下缓状、滑坡范围外有一定的山坡且滑坡不可能向上发展时,可以在滑坡上部减重,以减弱滑坡的下滑力,这是一种经济实惠、操作简单的防治措施。减重的土体堆在坡脚能增加坡脚的抗滑力,效果更好。
3. 路基沉陷治理措施
3.1 换填砂砾或灰土
砂砾及灰土具有水稳性好,易压实,压实后沉降量小等特点。因此,用其作为桥涵台背填料可以起到过渡作用,使桥涵沉陷与路基沉陷呈现连续性,从而可以避免桥头跳车病害的发生。
3.2 高强度塑料土工格栅
高强度塑料土工格栅是一种新型土工材料,它具有强度高,尺寸稳定性好、耐腐蚀、适应温度范围广、优异的老化性能、重量轻、搬运方便,易于安装等特点。由于其所具有的以上特点,在公路路基填筑过程中将其填筑于路基之内,可以起到防止软土地基的不均匀沉降作用,使路基在沉陷过程中起到连续过渡的效果。
3.2 土工筋带
土工筋带也是一种新型土工建筑材料。它是以高强度复合材料为骨架,外部覆盖了高分子聚合塑料而制成的一种复合拉筋带,它经过特殊处理,具有抗老化、防腐蚀、耐酸碱及强度大等特点。它的作用原理是在填土之后,土体和拉筋带之间的摩擦力改善了土的物理力学性质,而使得填土和拉筋带结合成为一个整体,阻止了土体滑移并且在路基沉陷过程中形成连续沉陷,从而可防治路基不均匀沉降病害的发生。
4. 防治滑坡的措施
4.1 排水措施滑坡的发生和发展都与水的作用有关,排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况,采用切合实际的排水方式。对滑坡体以外的地表水,应加以拦截和引出,在滑坡可能发展的边界5 m以外修建一条或多条环形截水沟;对滑坡体以外的地下水,应修建截水盲沟;对滑坡体内的地下水,应疏干和引出,浅层地下水采用支撑盲沟,深层地下水采用泄水隧洞,亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水;对滑体范围内的地表水,应尽快汇集引出以防下渗,在充分利用天然沟谷的基础上,修建排水系统。
4.2 减重措施 当滑动面不深,且滑体呈上陡下缓状,滑坡范围外有稳定的山坡,滑坡不可能向上发展时,在滑坡上部减重,以减小滑坡的下滑力,是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压,以增加抗滑力,效果更好。
4.3 支挡措施 根据滑体推力的大小,可以选用适当的支挡结构防滑。 如抗滑挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙、抗滑明洞等。
4.4 改善滑坡土体的物理力学性质,用物理化学方法,加固和稳定滑坡。方法很多,如焙烧、成浆、加灰土桩、硅化、电渗、离子交换等。
4.5 改线绕避。上述整治措施难以奏效时,在经济技术合理情况下,可以考虑改线绕避。
5. 结束语
路基病害的产生往往是受多种因素综合作用的结果,因而其种类也是多种多样的。路基施工是公路建设项目的关键环节,设计及施工技术人员在工作过程中必须加强路基施工方案设计与施工质量控制,最大限度减少路基通病问题的出现,确保路基施工质量。同时不断总结施工经验,对施工技术进行改进与完善。只有这样才能保证保障路面的质量和稳定性。
【参考文献】
[1] 公路路基病害及防治。中国交通技术信息网,2007.
[2] 张文涛.公路工程路基病害成因分析与治理.道路工程,2010.
[3] 苏晓莺.谈公路工程路基病害及其治理措施.山西建筑,2011.