摘要:公路路基邊坡坍塌是公路常見的一種地質(zhì)和路基病害。處于山間溝谷、盆地、山前丘陵地區(qū)以及河谷丘陵地帶,分析路基土質(zhì)邊坡坍塌原因,采取相應(yīng)的防治措施,對(duì)新建或現(xiàn)有公路的設(shè)計(jì)施工及養(yǎng)護(hù)均有重要意義。本文對(duì)路基邊坡坍塌病害的原因、類型以及防治措施等方面談些體會(huì)和認(rèn)識(shí)。
關(guān)鍵詞:公路路基;邊坡坍塌;防治對(duì)策
一、公路邊坡坍塌產(chǎn)生的原因
(一)主觀因素
主觀因素主要由于工程質(zhì)量和設(shè)計(jì)存在不合理的情況,直接造成公路邊坡坍塌。
1、石方在進(jìn)行爆破時(shí),用藥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了規(guī)定范圍,使邊坡產(chǎn)生坍塌。
2、邊坡開挖后沒有立即采取相應(yīng)的防護(hù)手段,使邊坡大范圍的暴露在空氣中,長(zhǎng)時(shí)間受到自然環(huán)境的影響,邊坡產(chǎn)生物理力學(xué)的變化,遭受到嚴(yán)重的風(fēng)蝕和日照就會(huì)失去穩(wěn)定性,構(gòu)成坍塌。
3、公路邊坡在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工中,排水措施設(shè)計(jì)的不夠健全,下大雨時(shí),邊坡受到水流的直接沖刷,導(dǎo)致公路邊坡坍塌。
4、公路邊坡的防護(hù)形式和邊坡坡度不符合實(shí)際地質(zhì)情況,邊坡設(shè)計(jì)也不夠合理,使邊坡間接的形成了坍塌。
(二)客觀原因
1、邊坡土質(zhì)較為松軟,邊坡開挖后,土體喪失了平衡力,從而引起坍塌。
2、邊坡地基夾層土質(zhì)是膨脹土,在下雨時(shí),這類土質(zhì)遇水后就會(huì)產(chǎn)生膨脹,造成邊坡坍塌。
3、邊坡地基巖體破碎和邊坡較陡,均會(huì)產(chǎn)生坍塌。
4、在公路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,邊坡巖層趨勢(shì)和路基截面相同,開挖后巖體就會(huì)順著巖層面進(jìn)行下滑,邊坡就會(huì)坍塌。
5、地下水過于充足,還有排水措施不暢,長(zhǎng)時(shí)間浸泡邊坡基腳,就會(huì)引發(fā)塌方現(xiàn)象。
二、坍塌病害的分類
(一) 按照坍塌土層的特性,一般包括均質(zhì)土坍塌和覆蓋層坍塌以及結(jié)構(gòu)面坍塌。
1、均質(zhì)土坍塌
泛指邊坡土體性質(zhì)單一部位的坍塌,其坍塌的地方多在坡肩和整個(gè)坡體,塌床一般是圓弧形狀,厚度經(jīng)常是1-3M。
2、覆蓋層坍塌
泛指各種成因的松散覆蓋層所引起的邊坡坍塌。例如黃土和粉質(zhì)粘土等。位置主要發(fā)生在整個(gè)坡體和坡肩以及坡內(nèi)和坡腳。坍塌的范圍與覆蓋層的厚度和邊坡高度都有聯(lián)系。
3、結(jié)構(gòu)面坍塌
泛指邊坡土體沿著坡體內(nèi)任意軟弱結(jié)構(gòu)面或下伏基巖面造成的坍塌。其塌床形態(tài)隨著結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生各種不同變化,通常是直線型和折線型居多,位置多數(shù)發(fā)生在坡肩和整個(gè)坡體、坡肩以及坡內(nèi)和坡腳,坍塌范圍和覆蓋層的厚度以及邊坡的高度等有聯(lián)系。
(二) 按照坍塌體的分類,包括沖刷型和溜塌型以及滑塌型等。
1、沖刷型坍塌
由于降水時(shí)形成的沖刷經(jīng)過不斷的發(fā)展而形成的坍塌體,主要產(chǎn)生在砂性較大和坡面植被生長(zhǎng)不好以及大面積裸露的邊坡上,倘若坡面沒有做任何的防護(hù),只單獨(dú)為菱形網(wǎng)格和拱形門架做了防護(hù)段是不夠的,坍塌部位一般以坡內(nèi)和坡腳坍塌為主,厚度大多在 1.2M 以內(nèi),最嚴(yán)重時(shí)超過 2.0M 以上。
2、溜塌型坍塌
在邊坡表面受水浸潤(rùn)以后,其含水量超過或靠近干液限時(shí),土體抗剪強(qiáng)度變?nèi)?,在?dòng)水壓力和重力的影響下,順斜坡發(fā)生下溜坍塌,這種坍塌時(shí)常發(fā)生在挖填結(jié)合部位和原地面較陡的位置。坡肩和整個(gè)坡體是主要的坍塌位置,坍塌厚度通常在 0.5-105M 之間。
3、滑塌型坍塌
邊坡土體含水量快要靠近液限時(shí),其表層土體受到水的濕化影響,土體結(jié)構(gòu)受到損壞或土體受水浸潤(rùn)出現(xiàn)軟塑狀態(tài),在下部土體含水量較少的情況下,土體強(qiáng)度卻超高,上部土體在重力影響下變的非常軟,硬交界面也會(huì)出現(xiàn)滑塌,可以看見鮮明的圓弧滑塌面并且后壁有明顯陡坎,這種滑塌現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在粘性土質(zhì)邊坡的位置,滑動(dòng)面為折線形狀。
三、公路路基邊坡坍塌的防治辦法探究
(一)截排水工程
截面工程包括地面排水工程和地下排水工程兩個(gè)部分。地面排水工程主要作用是攔截除坡體以外的地面水和排除坡體規(guī)模內(nèi)的地表水,地面排水溝最好都要使用漿砌污工體,可以有效避免滲漏和沖刷。地下排水工程可以采取盲溝,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)邊坡坍塌和其它類型的路基病害有效防治,邊坡滲溝能夠高效率的防治排引坡體內(nèi)的層間水和地表滲水。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),設(shè)有盲溝的路段絕大多數(shù)比沒設(shè)盲溝的路段穩(wěn)定性要強(qiáng)的多。
(二)邊坡防護(hù)工程
坡面植草,對(duì)改善坡面土體固著力起著很好的作用,并且可以有效避免表面沖刷,草皮必須盡早鋪種,雖然有些地區(qū)草皮生產(chǎn)季節(jié)時(shí)間有限,但是如果在這段時(shí)間里可以經(jīng)常出現(xiàn)降雨情況,那么,草皮也非常容易成活。另外,使用滿鋪漿砌片石構(gòu)筑物時(shí),必須要在骨架內(nèi)種植草皮,可以有效保護(hù)坡體,在確保骨架內(nèi)填土夯擊密實(shí)基礎(chǔ)上,使用其它種類的骨架進(jìn)行護(hù)坡,可以有效避免坡體被沖刷,進(jìn)而發(fā)生滲漏。
(三)支擋工程
對(duì)于土質(zhì)邊坡的坡腳和體內(nèi)引起的坍塌,倘若坍塌體存在較厚的情況,就會(huì)使坍塌規(guī)模大面積的擴(kuò)大,按照可視滑體的推力大小,合理的采用漿砌片石擋土墻和錨桿以及錨索地梁等支擋工程類型,使坡體恢復(fù)平衡,有效防止坍塌現(xiàn)象的產(chǎn)生。
四、邊坡治理防護(hù)技術(shù)要點(diǎn)
土釘墻的外固端和噴網(wǎng)面層連在一起,把邊壁不穩(wěn)定的傾向慢慢轉(zhuǎn)移到內(nèi)固段的附近位置再實(shí)行消除,鋼筋網(wǎng)可使噴層擁有非常強(qiáng)的整體性和柔性,對(duì)調(diào)整噴層和土釘內(nèi)的應(yīng)力分布具有很好的效果。土釘支護(hù)體系和過去支護(hù)體系相比,具有非常明顯的優(yōu)勢(shì):
(一)工期比較短
土釘支護(hù)在施工工藝上有效采用邊開挖支護(hù)的策略,所以,可以不用占用單獨(dú)作業(yè)的時(shí)間,有效的節(jié)省了時(shí)間,并且可以將工期減少一半。
(二)造價(jià)比較低
土體是土釘支護(hù)的一部分,在土方開挖量和混凝土工程施工量都非常少的情況下,全部土釘和面層鋼筋網(wǎng)的用鋼量也受到限制,材料用量要比樁支護(hù)和連續(xù)墻支護(hù)要少很多。
(三)施工更加簡(jiǎn)便
土釘?shù)闹圃旌统煽卓梢允褂孟鄬?duì)簡(jiǎn)單的技術(shù),施工方法非常靈活,并且對(duì)周邊環(huán)境的干擾很小,尤其適合人口比較密集的地方。
五、結(jié)語:
綜上,作為山區(qū)公路的常見病害,路基邊坡坍塌出現(xiàn)的范圍與頻率很大。作為公路建筑和養(yǎng)護(hù)人員,需掌握和熟悉邊坡坍塌產(chǎn)生的原因,正確運(yùn)用可行的方法進(jìn)行施工和設(shè)計(jì),用科學(xué)的方法進(jìn)行施工,做到統(tǒng)籌管理、合理設(shè)計(jì)。只有這樣,才能把路基邊坡坍塌病害根除,從而延長(zhǎng)公路的使用壽命。
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作者簡(jiǎn)介:范亦嵩(1995—),男,陜西咸陽人,西北大學(xué),研究生學(xué)歷,主要從事地質(zhì)工程方向的科研與生產(chǎn)工作。