边坡变形与失稳的治理路基边坡的常见病害有边坡坍塌、滑坡、以及可能出现的边坡失稳等,这些病害的产生,给运输安全带来了严重危险。其内在因素是形成路基边坡病害的先决条件,它包括岩土性质、地质构造、地形地貌等。外因通过内因对病害起着促进作用,它包括水的作用、地震和人为因素等。所以这些病害是内外各因素结合作用的结果。当边坡出现以上的病害时,必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。
根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色,主要选取适用性强,易于操作,工程负效应小的整理措施,如抗滑桩、挡土墙、削坡和灌浆等,使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。另外在施工中也要注意以下几个方面,防止路基边坡出现以上病害加强沉降观测和侧向位移观测,及时发现滑坡苗头;②路基填筑过程中严格控制有效宽度;③完善排水设施。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必将对影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。
同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。④原地面坡度大于12%的路段,应采用纵向水平分层法施工,沿纵坡分层,逐层填压密实;用透水性较差的土填筑于路堤下层时,应做成4%的双向横坡;如用于填筑上层时,除干旱地区外,不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡。
边坡防护与加固治理路堤和路堑边坡的坡面暴露在大气中,受到自然因素反复干湿、冻融、冲刷和吹蚀作用。在这些因素的作用下,路基坡面会出现各种病害,包括剥落、碎落或表层土溜坍等损坏现象。这些病害起初很轻微,对路基的危害并不大,但是任其发展的话,日积月累会逐步由小变大而影响路基的稳定性。因此边坡坡面防护与加固对路基稳定性起着至关重要的作用。
坡面防护主要是保护路基边坡表面,免受雨水冲刷,减缓温差及温度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可以美化路容,协调自然环境。所以路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。
路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护、综合防护等几种类型,具体措施如下:
植物防护就是在边坡上种植草或植树,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。一般来说,防护工程应优先考虑植物防护,当然其土壤必须适宜于植物的生长,而且边坡比较平缓,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。
工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等,采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。
对于边坡破坏较严重的情况,如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等,必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色,主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施,如抗滑桩、锚杆(索)、挡土墙、削坡和灌浆等,使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。边坡加固工程的主要功能是支撑天然边坡以保持土体稳定或加强路基强度和稳定性,以及防护边坡在水温变化条件免遭破坏。
岩溶地区路基治理岩溶是石灰岩等可溶性岩层,在流水的长期溶解和剥蚀作用下,产生特殊的地貌形态和水文地质现象的统称。
岩溶对路基的危害,一般为溶洞顶板坍塌引起的路基下沉和破坏;岩溶地面坍塌对路基稳定性的破坏;反复泉与间歇泉浸泡路基基底,引起路基沉陷、坍塌或冒浆;突然性的地下涌水冲毁路基等。因此,对于岩溶地区路基的处治,首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律,然后再慎重确定处治方公路工程路基病害的治理文/张婵TRANSPOWORLD2012No.14(Jul)204案。在一般情况下,对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段,应尽量设法绕避,对不太严重的中小型岩溶地段,选择其最窄的、最易于采取措施的地段通过。
对于洞径大、洞内施工条件好的无充填溶洞,宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固;深而小的溶洞不便于洞内加固时,宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区;对于板顶较薄的溶洞,当采用地表构造物跨越有困难或不经济时,可炸除顶板,按明洞的方式进行处理;对于有充填物的溶洞,宜优先采用注浆法、旋喷法进行加固,不能满足设计要求时宜采用构造物跨越;如需保持洞内流水畅通时,应设置排水通道。
对岩溶水宜以疏导为主,采取因地制宜、因利势导的方法,不易堵塞,一般可采用排水沟、泄水洞等疏导岩溶水。位于路基基底的开口干溶洞,当洞的体积不大,深度较浅时,宜予以回填夯实;当洞的体积较大或深度较深时,宜采用构造物跨越。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞,宜采用排水沟将水截流到路基外。对于稳定路堑边坡上的干溶洞,洞内采用干砌片石堵塞。
采空区路基治理对采空区路基的治理,首先应了解采空区的分布和发展情况,然后再慎重确定“技术上可行、经济上合理”的治理方案。公路采空区路基的处治应根据采空区形成的时间、埋深、采空厚度、采煤方法等选择方案。采空区路基的处治应从路基处治、开采协调两个方面来进行。
从路基处治角度来说,主要有开挖回填、充填、桥跨和注浆等四种。开挖回填:对于路基挖方边坡上的采空区宜采用开挖回填方案。充填:采空区充填能有效地减小地表沉陷破坏程度。
有条件时采用水砂充填,能保证公路安全无损。一般路段路基也可用抗压强度不低于10MPa干砌片石回填;对有构造物路段应用抗压强度不低于15MPa的浆砌片石回填。桥跨:煤层开采规模较小,开采强度小于100m的采空区,可采用桥跨方案。注浆:对于煤层开采规模较大,开采深度(埋深)小于250m的采空区,宜采用全充填注浆方法。对于埋深大于250m的采空区,宜根据其开采特征、水文地质、工程地质条件及其对公路工程危害程度等因素,确定是否采用全充填注浆方案。
从开采协调的角度来说,主要有以下几个方面。将路面结构形式设置成“双层连续配筋混凝土结构”。合理安排开采时间。限制一次开采高度,沿公路轴向大面积协调开采,采用这种方法一般可将地表位移变形降低到50%以下。由于采空区的工程地质条件复杂,处治方案灵活多样,应针对采空区的具体情况将几种方案联合使用,达到经济合理的最佳治理效果。
路基病害是公路安全运行的“大敌”,它时刻威胁公路交通的安全,所以分析公路路基的病害类型、产生原因,然后从系统的角度建立一套行之有效的公路工程路基防治体系,希望为有效的预防路基的破坏、防止和减少公路早期损害,延长公路使用寿命提供一点借鉴意义。使我们的公路交通安全有保证。
人为因素一条公路的建设和使用管理,都是由人去实现的,根据建设程序和内容,并结合已建公路的情况看,影响边坡稳定的人为因素可归集为三个方面:即设计因素,施工因素和养护管理因素。坡比与台高。首先值得注意的是公路边坡不能太陡,但也不是越缓越好,对于填方边坡采和1:1.5=1:2基本适合,而挖方边坡特别是高边坡却值得认真研究。土质或强化石尽边坡。第一台高6m,坡比取1:0.75~1:1以后各台高不大于8m,坡比取1:1~1:2.25。石质边坡第一台高8m,坡比1:0.5~1:0.75,以后各台高不大于12m。
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