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【摘 要】 山区公路路基由于所处地形、地貌、地质、水文等条件的复杂性和特殊性,较之其他公路路基更容易出现病害,且病害的危害更大,处治难度也往往较大。文将山区公路路基工程的病害分为三类:路基主体病害、边坡病害和支档结构病害,针对此三类病害提出了相应的处治措施,道路工程技术人员参考借鉴。
【关键词】 山区公路;病害分析;预防措施
1 山区路基工程破坏特点及类型
带状性是公路工程的重要特征,在路上如果一个或更多的路基破坏,将造成极大的减少交通量,交通运输能力下降,风险增加,将导致严重的人员伤亡和交通中断。通过对山区多路面损坏状况的调查和数据分析,对路基病害可分为以下三种类型:路基的主体病害,滑坡路和支护结构的病害。
1.1路基主体病害
路基主体病害主要有两种:
a)路基裂缝
这种情况一般发生在填挖交界处或在原位表面比陡峭的部分,这是因为路基原地面有不同的刚度和潜在滑动面紧,车辆荷载,强降雨,河流侵蚀,地震或其他不利因素,土体沿潜在破坏面开裂,路基表面出现许多大小不一的裂缝并向两侧发生或多或少侧移,土体出现滑移开裂现象。
b)路基垮塌和沉陷
此类病害主要发生在一侧临空的路基,如山腰线、临河路基等,在强降雨、车辆荷载、河流冲刷等不利因素作用下使路基的稳定性受到影响而发生路基整体沉陷垮塌;
1.2山体滑坡断道
路基边坡病害主要表现为碎落和山体滑坡断道碎落是边坡上的松动岩体在外力轻微扰动下发生脱落的现象山体滑坡断道是边坡上滑落下来的碎土(石)掩埋路基。边坡碎落和滑坡断道是山区公路边坡病害的主要表现形式。
边坡病害主要破坏机理为:在强降雨、地震等不利因素作用下边坡上岩土内部的原有结构面发生松弛、张裂,以致边坡抗剪切能力下降,进而形成边坡岩土碎落病害,严重时变成滑坡断道。
1.3支挡结构破坏
支挡结构是路基工程的重要组成部分,是防护路基稳定的主要技术措施。支挡结构的主要病害有:垮塌、开裂、错台、沉降、转动等。破坏机理为:在不利作用力下,支挡结构背后土体主动土压力增加,坡体稳定性变差,坡脚应力增大,边坡垮塌物冲击支挡结构,导致其结构损毁。
2 山区路基工程修复加固方法
路基作为公路工程的基本结构物,应当为路面提供一个耐久、稳定且具有一定承载力的基础。山区公路路基由于所处自然环境复杂,水文地质条件比较差,更容易发生沉陷、滑移开裂、排水设施失效、土体松散等多种破坏,从而使其承载能力、稳定性、耐久性降低,服务能力变差。因此,有必要对病害路基进行修复加固,以满足车辆通行的需要。
2.1路基主体病害的修复治理
根据路基主体病害特点,对其修复治理具体可以采用以下几种措施。
2.1.1注浆加固
注浆加固(压力灌浆)是路基修复的重要手段之一。它利用钻孔压送的手段,通过注浆管把具有一定稠度的浆液注入到松散土层或岩石裂缝中,浆液将原来松散的土粒或裂隙结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好、化学稳定性好的“结石体”,从而使土体强度增加。
2.1.2小直径钢管桩加固
小直径钢管桩是一种将小直径桩与注浆技术联合使用的方法。在开裂变形严重的高填路基段,可以利用地质钻机成孔快速形成小直径钢管桩,对路基进行修复加固,同时辅以疏排地表水、地下水的工程措施。
2.1.3便道绕避
对于路基垮塌、被埋等严重损毁,短时间内难以修复或加固的路段,在条件许可的情况下,可以考虑开挖便道或填筑土体形成临时路基供车辆行驶,以保证交通的通畅。2.1.4回填夯实对于垮塌、滑移严重的路基可以采取对路基翻挖,重新填筑夯实,必要时加铺高强土工格栅,形成新路基。对于外侧临空或临河路基的沉陷、开裂、滑塌的破坏,可采取图1所示的两种修复技术措施:图1a)是路基外侧存在一定宽度的地基土,可采取开挖部分路肩后重新碾压回填;图1b)是临河路基,可采取设置抗冲刷的重力式挡土墙或桩基础挡土墙进行支挡。
2.2山体滑坡断道处治
对于山体破坏掩埋路基的处治,归根结底要做好路基上边坡的处治工作,特别是对一些易滑坡路段应进行重点治理。处治措施应根据边坡类型、破坏特征以及与路基的相对关系等进行多方案比选。对于边坡防护治理可以采用以下修复措施。
2.2.1清方
对于路基上的堆积崩滑土体及上边坡松动基岩岩体可进行清方。清方时若上部滚落的大量碎石土、石块需堆积在原公路上且不能保证施工和行车安全,可考虑在其外围用安全网加以围护,以防止滚落的石块飞溅击伤过往行人及车辆。
2.2.2支挡防护
对于不稳定的边坡岩土体,支挡防护是边坡处治的基本措施,即使用支挡防护结构对不稳定边坡进行处治是一种较为可靠、环保的手段。它的优点是可以从根本上解决边坡的稳定性问题,对环境破坏小,且能达到根治的目的。
当路基上边坡发生大面积滑塌,边坡坡面仍堆积有大量的松散碎石或有危岩突露时,可考虑设置SNS柔性网进行被动或主动防护。
2.2.3削坡减载
对于那些不良地质发育或水文地质条件不良的易失稳高陡边坡,可通过进一步的工程措施进行削坡,削掉一部分边坡不稳定岩土体,使得边坡坡度放缓,耐久性提高。
2.2.4防排水及边坡防护
水文地质不良是造成边坡滑塌的一个主要因素,为此设置较为完善的排水设施可有效防止易失稳边坡的滑塌。
2.3支档结构病害处治
2.3.1锚固法
锚固法是采用高强度钢筋作锚杆,穿入预先钻好的孔内,用水泥砂浆将锚杆插入岩体的部分与岩体浇筑在一起,固定锚杆,待砂浆达到一定设计强度后对锚杆进行张拉,然后固紧锚头,从而达到分担墙后土压力的目的。
2.3.2套墙与支撑墙加固法
2.3.2.1套墙加固法
套墙加固法是在原挡土墙外侧加厚墙身、加宽基础。施工时,应根据需要先挖除墙后一部分填土,以防止施工过程中,挡土墙在土压力作用下发生滑塌。同时应加强新旧基础和墙身的结合,方法是先凿毛旧墙身和旧基础,必要时应设置钢筋锚栓或锚杆,以增强新旧墙体的联结,墙后回填土必须分层填筑并夯实,如图2所示。
2.3.2.2支撑墙加固法
该方法是每隔一定的间距,在挡墙外侧增建支撑墙,具体应通过计算确定支撑墙的基础埋深、尺寸和间距,如图3所示。
2.3.3重砌处理
原挡土墙若损坏严重,采用以上加固方法都不能达到设计强度要求或不经济时,则可考虑将墙体损坏部分拆除重建。为防止不均匀沉降,新旧挡墙之间应设置沉降缝,并应注意新旧挡墙接头处协调。
2.3.4砌石或石笼处理
对滑动、下沉破坏的挡墙,如地基处理工程复杂,为防止危及未损坏部分,可采用砌石或堆码石笼的方法进行加固。
3 结语
山区公路路基由于环境的复杂性和特殊性,容易产生各种路基病害,其后果往往是更严重的危害,治理是困難的。通过分析和总结,把山区公路路基病害分为三种类型:路基的主体病害,边坡病害野,支护结构的损坏。根据三种病害,提出了相应的处理措施,供同行人员参考。
参考文献:
[1]陈谦应,蒋树屏,柴贺军.山区公路路基稳定理论与实践[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2]郭长庆.公路边坡处治技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3]周德泉,杨帆,周毅.路基病害处治技术与应用[J].中外公路,2010,30(6):17-21.
【关键词】 山区公路;病害分析;预防措施
1 山区路基工程破坏特点及类型
带状性是公路工程的重要特征,在路上如果一个或更多的路基破坏,将造成极大的减少交通量,交通运输能力下降,风险增加,将导致严重的人员伤亡和交通中断。通过对山区多路面损坏状况的调查和数据分析,对路基病害可分为以下三种类型:路基的主体病害,滑坡路和支护结构的病害。
1.1路基主体病害
路基主体病害主要有两种:
a)路基裂缝
这种情况一般发生在填挖交界处或在原位表面比陡峭的部分,这是因为路基原地面有不同的刚度和潜在滑动面紧,车辆荷载,强降雨,河流侵蚀,地震或其他不利因素,土体沿潜在破坏面开裂,路基表面出现许多大小不一的裂缝并向两侧发生或多或少侧移,土体出现滑移开裂现象。
b)路基垮塌和沉陷
此类病害主要发生在一侧临空的路基,如山腰线、临河路基等,在强降雨、车辆荷载、河流冲刷等不利因素作用下使路基的稳定性受到影响而发生路基整体沉陷垮塌;
1.2山体滑坡断道
路基边坡病害主要表现为碎落和山体滑坡断道碎落是边坡上的松动岩体在外力轻微扰动下发生脱落的现象山体滑坡断道是边坡上滑落下来的碎土(石)掩埋路基。边坡碎落和滑坡断道是山区公路边坡病害的主要表现形式。
边坡病害主要破坏机理为:在强降雨、地震等不利因素作用下边坡上岩土内部的原有结构面发生松弛、张裂,以致边坡抗剪切能力下降,进而形成边坡岩土碎落病害,严重时变成滑坡断道。
1.3支挡结构破坏
支挡结构是路基工程的重要组成部分,是防护路基稳定的主要技术措施。支挡结构的主要病害有:垮塌、开裂、错台、沉降、转动等。破坏机理为:在不利作用力下,支挡结构背后土体主动土压力增加,坡体稳定性变差,坡脚应力增大,边坡垮塌物冲击支挡结构,导致其结构损毁。
2 山区路基工程修复加固方法
路基作为公路工程的基本结构物,应当为路面提供一个耐久、稳定且具有一定承载力的基础。山区公路路基由于所处自然环境复杂,水文地质条件比较差,更容易发生沉陷、滑移开裂、排水设施失效、土体松散等多种破坏,从而使其承载能力、稳定性、耐久性降低,服务能力变差。因此,有必要对病害路基进行修复加固,以满足车辆通行的需要。
2.1路基主体病害的修复治理
根据路基主体病害特点,对其修复治理具体可以采用以下几种措施。
2.1.1注浆加固
注浆加固(压力灌浆)是路基修复的重要手段之一。它利用钻孔压送的手段,通过注浆管把具有一定稠度的浆液注入到松散土层或岩石裂缝中,浆液将原来松散的土粒或裂隙结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好、化学稳定性好的“结石体”,从而使土体强度增加。
2.1.2小直径钢管桩加固
小直径钢管桩是一种将小直径桩与注浆技术联合使用的方法。在开裂变形严重的高填路基段,可以利用地质钻机成孔快速形成小直径钢管桩,对路基进行修复加固,同时辅以疏排地表水、地下水的工程措施。
2.1.3便道绕避
对于路基垮塌、被埋等严重损毁,短时间内难以修复或加固的路段,在条件许可的情况下,可以考虑开挖便道或填筑土体形成临时路基供车辆行驶,以保证交通的通畅。2.1.4回填夯实对于垮塌、滑移严重的路基可以采取对路基翻挖,重新填筑夯实,必要时加铺高强土工格栅,形成新路基。对于外侧临空或临河路基的沉陷、开裂、滑塌的破坏,可采取图1所示的两种修复技术措施:图1a)是路基外侧存在一定宽度的地基土,可采取开挖部分路肩后重新碾压回填;图1b)是临河路基,可采取设置抗冲刷的重力式挡土墙或桩基础挡土墙进行支挡。
2.2山体滑坡断道处治
对于山体破坏掩埋路基的处治,归根结底要做好路基上边坡的处治工作,特别是对一些易滑坡路段应进行重点治理。处治措施应根据边坡类型、破坏特征以及与路基的相对关系等进行多方案比选。对于边坡防护治理可以采用以下修复措施。
2.2.1清方
对于路基上的堆积崩滑土体及上边坡松动基岩岩体可进行清方。清方时若上部滚落的大量碎石土、石块需堆积在原公路上且不能保证施工和行车安全,可考虑在其外围用安全网加以围护,以防止滚落的石块飞溅击伤过往行人及车辆。
2.2.2支挡防护
对于不稳定的边坡岩土体,支挡防护是边坡处治的基本措施,即使用支挡防护结构对不稳定边坡进行处治是一种较为可靠、环保的手段。它的优点是可以从根本上解决边坡的稳定性问题,对环境破坏小,且能达到根治的目的。
当路基上边坡发生大面积滑塌,边坡坡面仍堆积有大量的松散碎石或有危岩突露时,可考虑设置SNS柔性网进行被动或主动防护。
2.2.3削坡减载
对于那些不良地质发育或水文地质条件不良的易失稳高陡边坡,可通过进一步的工程措施进行削坡,削掉一部分边坡不稳定岩土体,使得边坡坡度放缓,耐久性提高。
2.2.4防排水及边坡防护
水文地质不良是造成边坡滑塌的一个主要因素,为此设置较为完善的排水设施可有效防止易失稳边坡的滑塌。
2.3支档结构病害处治
2.3.1锚固法
锚固法是采用高强度钢筋作锚杆,穿入预先钻好的孔内,用水泥砂浆将锚杆插入岩体的部分与岩体浇筑在一起,固定锚杆,待砂浆达到一定设计强度后对锚杆进行张拉,然后固紧锚头,从而达到分担墙后土压力的目的。
2.3.2套墙与支撑墙加固法
2.3.2.1套墙加固法
套墙加固法是在原挡土墙外侧加厚墙身、加宽基础。施工时,应根据需要先挖除墙后一部分填土,以防止施工过程中,挡土墙在土压力作用下发生滑塌。同时应加强新旧基础和墙身的结合,方法是先凿毛旧墙身和旧基础,必要时应设置钢筋锚栓或锚杆,以增强新旧墙体的联结,墙后回填土必须分层填筑并夯实,如图2所示。
2.3.2.2支撑墙加固法
该方法是每隔一定的间距,在挡墙外侧增建支撑墙,具体应通过计算确定支撑墙的基础埋深、尺寸和间距,如图3所示。
2.3.3重砌处理
原挡土墙若损坏严重,采用以上加固方法都不能达到设计强度要求或不经济时,则可考虑将墙体损坏部分拆除重建。为防止不均匀沉降,新旧挡墙之间应设置沉降缝,并应注意新旧挡墙接头处协调。
2.3.4砌石或石笼处理
对滑动、下沉破坏的挡墙,如地基处理工程复杂,为防止危及未损坏部分,可采用砌石或堆码石笼的方法进行加固。
3 结语
山区公路路基由于环境的复杂性和特殊性,容易产生各种路基病害,其后果往往是更严重的危害,治理是困難的。通过分析和总结,把山区公路路基病害分为三种类型:路基的主体病害,边坡病害野,支护结构的损坏。根据三种病害,提出了相应的处理措施,供同行人员参考。
参考文献:
[1]陈谦应,蒋树屏,柴贺军.山区公路路基稳定理论与实践[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2]郭长庆.公路边坡处治技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3]周德泉,杨帆,周毅.路基病害处治技术与应用[J].中外公路,2010,30(6):17-21.