楊喜峰
(涿州市交通運輸局)
公路路基的主要病害及處治方法
楊喜峰
(涿州市交通運輸局)
公路是對發展經濟和改善人民物質文化生活具有重要的意義,其中路基是公路的基礎,在道路中主要起傳遞荷載作用,路基的病害將嚴重影響道路功能的發揮。因此,保證路基工程的施工質量,是公路工程施工的關鍵。主要特征表現在路面縱、橫向裂縫,裂縫處呈現錯臺,嚴重時裂縫變寬,并向下延伸,邊坡滑塌,路基整體下沉或局部沉陷,填方路堤完工后沉降較大。現結合施工過程中常見的幾種病害,對其發生的原因和處冶方法進行一下分析。結合自身實踐經驗,在簡單分析其成因的基礎上,探討處冶病害的有效方法,防患于未然,切實保障路基質量和穩定性。
路基;病害成因;水毀;翻漿;路基沉滑;坍塌;處治方法
造成水毀的原因主要有雨水長時期的沖刷和浸蝕;堤防潰決、水庫垮壩、山體滑坡阻塞河道等造成的意外水害;不適當的沿河筑壩引起的流向改變和坍岸;公路自身排水防護設施不完善,橋涵設計不合理,排水系統堵塞,施工質量差等。對于水毀主要做好預防性措施,增強公路的防洪排水能力,防患于未然。培修路肩邊坡,清理邊溝、截水溝,疏通小橋、涵管,使各項排水設施暢通完好;建立汛情報警制度,儲備防洪搶險物資,建立防洪搶險組織等。
公路翻漿的主要因素有土質、溫度、水、氣候、行車荷載、人為因素等,其中土質、溫度、水三者的共同作用是形成翻漿的三個自然因素。發現路基翻漿時,要立即控制車輛通行,并及時采取有效措施加以維修。防治的方法主要是做好路基排水,提高路基高度;防止地面水、地下水或者其他水分在凍結前或凍結過程中進入路基上部;在化凍期,可將聚冰層中的水分及時排除或暫時蓄積在透水性好的路面結構層中;開渠排水,挖換土壤,將路基翻漿的土和稀泥挖出,換填40~60 cm厚的砂性土或碎(礫)石;改善土基及路面結構;注重做好日常養護工作,維護好路面、路肩橫坡和平整度,如有裂紋、松散、車轍、坑槽等病害,都應及時處理,避免積水,必要時順路面邊緣加修縱向小盲溝,或滲水井,可邊坡要保持規定坡度,要拍壓密實,防止沖刷和坍塌阻塞邊溝;檢查地下排水設施,保證地下水能及時排出。
發生路基沉滑主要是因為在填筑時不同土質混雜,壓實度不足,或者填用了未經打碎的凍土塊和腐植土等,那么在路基自重、車輛荷載、天氣變化等作用下,會發生路基下沉現象。修筑在斜坡上的路堤和半填半挖路基,如果未按規定將斜坡挖成臺階,鏟除植被,或者對地下水露頭沒有妥善處理,地表排水不暢,坡腳下形成積水等,會使路基土長期受水浸潤,往往達到或接近飽和狀態。這樣,路基在自重和外力作用下,失去穩定,發生突然下沉和滑移。半挖半填路基的接合部處理不當,路基的壓實度不足,造成路基于接縫接合部產生裂縫和沉降。因此在施工中路基填料選用滿足規范要求的,保證填料的性能穩定;路基施工必須按規定開臺階分層填筑,分層碾壓,每層壓實厚度控制在15 cm左右,不同性質的土不能混填。做好路基排水,修建截水溝、截水溝、盲溝等排除地表積水,疏導地下水,防止邊坡范圍內的地表水滲入滑坡體內;填平邊坡滑動地,整平夯坡面,填實裂縫,防止積水下滲;在山坡種植草皮,搞好水土保持以吸取地表水分,又可借根系增加地表土體的穩定性;必要時修建護坡、擋墻,對路基進行支擋防護等。
出現坍塌的原因多是由于邊坡過陡,坡度小于天然休止角,使邊坡的支持力量減弱,在土體自身重力作用下產生的坍塌,或堆積物受到地表水的及地下水的影響,使土壤的抗剪強度降低,此外土壤受到凍結融化的反復作用,使邊坡土體的穩定性降低或受到風化作用、地震作用、氣溫的變化等,使邊坡的穩定性受到影響。對邊坡坍塌應以冶本為主,通過采取地表排水、地下排水、坡體防護、坡腳加固、固化等措施,達到穩定邊坡的目的,對可能發生坍塌的路段,采用擋土墻或錨桿等構造物來抑制邊坡變形,種植物和鋪砌塊石護坡等方法,增強邊坡防止水沖刷的能力。路塹必須設置邊溝,對于較長的路塹必須設置合理的縱坡,當縱坡較大,且有沖刷可能時,應加固加深或改用跌水與急流槽等設施;對于開挖段或半填半挖段,兩側山體坡度必須開挖到位,必要時設置合理碎落臺。
凍脹產生的原因主要是路基水在冬季受低溫影響,溫度較高的水向溫度較低的土層方向轉移,在溫差聚水作用下,水分迅速聚集并逐漸形成聚冰層。水的補給是由地下毛細作用引起的,使路基表層水分不斷增加,結冰后土體膨脹增大,形成凍脹。凍脹的防治,應在路基填筑中,盡量使用凍脹性小的均質土,并分層壓實;做好路基的地表排水,將路基地表水引向路基外排除,切斷浸蝕路基的水源;設置隔溫層,防止水的凍結和路基土膨脹;必要時設置隔水層,切斷地下水對路基的滲透,是防止和減輕凍脹的主要措施;對已成路面,應在養護中及時填灌凍縫,防止雨雪水下滲和做好路基排水,盡量保持路基干燥。
黃土的濕陷性是產生病害的主要原因,濕陷性黃土是一種質地松疏,具有大孔隙和裂隙的土,水較容易在黃土中滲流,當滲透水流的水力梯度較大時,水流將黃土中的黏土粒和粉土粒帶走。滲透的水流斷面擴大后,滲透流速加快,更加提高了水流的侵蝕和搬運作用。除此之外,水在滲透過程中發生化學溶蝕作用,將土中易溶鹽溶解并帶走,使黃土固結強度下降。通過減小坡度和坡長等設計手段以及加強排水防護和恢復植被等工程措施來提高邊坡自身的穩定性,可避免由于排水不良而導致的病害的產生。修筑截水溝、排水溝、急流槽等,做好路肩和坡面排水,保證積水迅速排出無滲漏。采取施措加強邊坡防護,可選擇植草防護、拱式砌石或漿砌片石結合植草防護、六角形預制塊邊坡防護及土工網植被防護等。此外為減少路基的沉陷變形,應根據黃土的工程性質以及路堤的高度采取相應措施,其中利用土工合成材料加筋路堤或進行防滲處理,能夠有效防止路堤的沉陷或濕陷變形。在施工中采用開挖墊層換填灰土或沙石、強夯、用灰土樁、飽和土時的振沖碎石柱擠密、沉樁等施工工藝。
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U416.1
C
1008-3383(2012)11-0147-01
2012-05-07
楊喜峰(1980-),男,助理工程師。