水害對路基施工的影響與控制方法

韋 強(qiáng)

0 引言

在公路工程的建設(shè)過程當(dāng)中，水的來源主要有:降雨、路面滲水、地表積水及地下水的侵蝕等，而這些水的作用往往會導(dǎo)致路基發(fā)生沉陷，邊坡被沖刷、坍塌及滑坡等，而且這些危害在工程實(shí)際中并不少見。水的作用加劇了路基和路面等結(jié)構(gòu)物的損壞，縮短了它們的使用壽命。可以說水是公路建設(shè)的最大殺手，因此，我們在進(jìn)行路基施工過程中要最大限度地減少水毀所帶來的影響。

公路建設(shè)的關(guān)鍵階段就是施工階段，在這個階段水的影響就顯得更為明顯，如果排水做得不好將會影響到路基的質(zhì)量，常見的破壞現(xiàn)象主要有:路槽翻漿、路堤沉陷、滑坡、路堤沿山坡滑動、邊坡剝落、滑坍……這些破壞的原因絕大部分都是因?yàn)樗疀]有能夠及時地排出路基范圍以外造成的，因此，在公路建設(shè)的施工過程當(dāng)中我們要堅持一個原則:最大程度的減少水進(jìn)入路基范圍以內(nèi)，保持路基范圍內(nèi)處于干燥狀態(tài)，保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

1 填方路段

特別是在山谷段的填方最容易發(fā)生水毀現(xiàn)象，因此要在進(jìn)行填方施工前認(rèn)真的做好排水，確保路基兩側(cè)邊坡坡腳縱向排水的順暢，防止出現(xiàn)山谷段路基攔水形成水池現(xiàn)象，否則路基填筑之后在雨季時，路基和周圍的山體之間就會形成一個閉合體，對水進(jìn)行堵截，最后路堤被浸泡軟化導(dǎo)致破壞。

另外，在進(jìn)行路基填筑時一定要對填料進(jìn)行嚴(yán)格的控制，選擇強(qiáng)度和水溫穩(wěn)定性良好的填料，比如砂性土材料，它既含有一定數(shù)量的粗顆粒，使路基獲得足夠的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，又含有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，其良好的粘結(jié)性使填料之間能夠很好的結(jié)合不至過分松散;其粒徑組成接近最佳級配，用此填料填筑的路基在行車荷載的作用下易被壓實(shí)，其平整度也較好。如果填料選擇不當(dāng)將會給后期工作帶來很大麻煩，特別是含粉土成分大的填料，剛填筑時效果比較好，但是一遇到水就很容易形成稀泥，吸水性較大，而透水性差，結(jié)果路基表層一定深度范圍內(nèi)含水率增加，填料被軟化，出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，平整度也在一定程度上遭到破壞，最后又得進(jìn)行換填處理，重復(fù)性的工作，勞力傷神。

2 挖方路段

特別是深挖方段，要根據(jù)挖方體的原始地貌來選擇合理的截水溝位置，在臺階處也應(yīng)該設(shè)置截水溝以此對邊坡水進(jìn)行再次攔截，減少水對挖方邊坡的沖刷作用，確保邊坡的穩(wěn)定。

在挖方施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況:按設(shè)計的坡度進(jìn)行施工，施工結(jié)束后不久邊坡出現(xiàn)滑坡，由此產(chǎn)生了工程中常聽到的“變更”，有時甚至出現(xiàn)多次變更的情況，這都是由于設(shè)計坡度與邊坡的實(shí)際特性不符合造成的，再加上水的作用，在自重增加和抗剪力減小的情況下自然會出現(xiàn)滑坡。因此變更時，為了確定新的邊坡坡度，避免再次滑坡的出現(xiàn)，要對邊坡土質(zhì)進(jìn)行最佳含水量和最佳干密度等試驗(yàn)，由此查閱得到相關(guān)的參數(shù)，運(yùn)用直線法驗(yàn)算路塹邊坡穩(wěn)定性的方法來確定變更坡度，其步驟為:

假定土體ABD沿破裂面AD滑動(見圖1)，其K值可通過式(1)求得:

其中，ω為破裂面的傾角;a0為參數(shù)為邊坡土體重度，kN/m3，h為邊坡土體垂直高度，c為邊坡土體的單位粘聚力;f為邊坡土體的內(nèi)摩擦系數(shù)，f=tanφ，φ為邊坡土體的內(nèi)摩擦角;θ為邊坡的坡度角。

得到邊坡土體的穩(wěn)定系數(shù)K，由微分學(xué)可知，為求得最小穩(wěn)定系數(shù)，令，即可求得K最小時的破裂面傾角ω0:

即:

把式(2)代入式(1)得到最小穩(wěn)定系數(shù):

根據(jù)不同的土質(zhì)確定c值，從而確定K值，由此可確定邊坡土體的破裂面傾角ω值，確定邊坡的最終坡度，防止再次的滑坡現(xiàn)象，降低水對邊坡的危害程度。

3 填挖交界處

在填挖交界處要按要求對原地面進(jìn)行清除，如果橫坡較大，還應(yīng)對邊坡進(jìn)行鑿毛或挖臺階，填筑過程中要及時排水，特別是不能讓水浸入填方體，否則在水的長期作用下填方體的自重會增加，更重要的是水的浸泡會對交界處起到潤滑作用導(dǎo)致填方體與原地面之間的抗剪力減小，再加上施工車輛等外界荷載的作用，填方體很可能會沿交界面整體或局部下滑，導(dǎo)致路基的破壞。因此，在填挖交界處要根據(jù)具體情況嚴(yán)格處理。

4 軟土地基段

在軟土地基段要根據(jù)具體的情況采取不同的方法進(jìn)行硬化處理，工程中常用換填的措施，以此改善路基的強(qiáng)度和使用性能，軟土地段最為明顯的特性就是容易滲水，因此，在進(jìn)行換填之前應(yīng)該在路基范圍以外的適當(dāng)位置設(shè)置人工溝渠把滲水引出，防止換填完成之后滲水浸泡路基。

有水從對側(cè)的水溝滲流出來，這勢必影響到了路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。可見在滲水嚴(yán)重的軟土地段進(jìn)行換填之前排水是何等重要。當(dāng)然，出現(xiàn)這樣的情況后還可以通過設(shè)置盲溝的形式來加以彌補(bǔ)，可以采用碎石盲溝或片石盲溝的方式，盲溝的高程要低于換填深度的底部，這樣才能及時地把路基下浸泡的水排出，確保路基處于干燥狀態(tài)，保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

另外，在路槽調(diào)整完成之后還要對路基進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，確保路基兩側(cè)排水系統(tǒng)的連貫性，防止水對邊坡的沖刷。在雨季要嚴(yán)格禁止車輛通行，避免車輪的碾壓破壞路基的平整度和強(qiáng)度;更值得注意的是要防止人為的向路基表面排水，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):原本是一個小水坑，但是一旦被車輪來回重復(fù)碾壓，水坑就會慢慢擴(kuò)大，最終導(dǎo)致附近的路基破壞，所以要及時把水排出路基范圍以外，保持路基整體的干燥，這在路基施工過程中是非常重要的。

在我們進(jìn)行路基施工前，首先應(yīng)花精力去校核全段排水系統(tǒng)的設(shè)計是否完備和妥善，必要時應(yīng)向現(xiàn)場設(shè)計代表提出補(bǔ)充和修改，在施工中必須按設(shè)計要求首先做好路基用地范圍排水以及施工場地附近的臨時排水設(shè)施，然后再做主體工程。各類排水設(shè)施的位置、斷面、尺寸、坡度及使用材料，應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。施工過程中，當(dāng)路塹或邊坡內(nèi)突發(fā)地下水滲流時，應(yīng)及時和設(shè)計單位聯(lián)系，采取設(shè)置排水溝、集水井、滲溝等設(shè)施，以降低地下水或?qū)⒌叵滤抛撸热缟厦嫣岬降拿洗胧涤陼r，路基上積水較多，因此要做好一部分臨時性或永久性的排水設(shè)施，確保地表水迅速排出路基以外，保證路基不被破壞，使路基發(fā)揮出其所應(yīng)發(fā)揮的功能。

［1］ GB 50330-2002，邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.