黄土地区路基病害与防治措施研究.doc

黄土地区路基病害与防治措施研究科技信息工程技术黄土地区路基病害与防治措施研究核工业西北建设工程有限公司霍延霓摘要随着我国公路建设的快速发展,黄土地区的路基病害越来越引起重视.本文针对黄土地区路基工程容易产生的滑移,崩塌和滑坡等常见病害,通过分析上述病害产生的原因,提出了减少和控制黄土地区路基病害的有效措施.关键词公路黄土地区路基病害防治措施0.前言,我国自上世纪8O年代后期开始建设高速公路,目前我国高速公路通车总里程已达6万公里以上,位居世界第二位.今后若干年仍然是我国公路持续高速建设发展时期,不仅是公路里程的增加,更重要的是质量上的提高.公路建设将会遇到更多如黄土地区等特殊地形地质情况,这就大大增加了路基灾害发生的可能,路基工程是道路工程中的一项重要工程项目,是路面工程的基础,路基工程质量直接影响到道路工程的使用品质和行车交通,因此,黄土地区路基灾害的防治也El益受到人们的关注.1.黄土地区路基病害的主要类型1.1滑移黄土中存在相对隔水层,其坡脚一些地段是相对隔水的泥岩,泥质砂岩及风化剥蚀面,相对黄土而言,这些层位渗透系数较小,一般为110m/s之间,黄土的覆盖较厚,一般情况下,在降水过程中,不可能人渗到达下部相对隔水层,但是由于张裂隙及一些大的孔洞存在,在降水时地表水形成面流,会沿这些裂隙,孔洞直接灌人到达一定的深度,加之地下水的侧向补给就会在该处形成地下潜水或上层滞水,使黄土呈现流塑或软塑状态,这样在坡体重力作用下就会沿着薄弱面产生滑动,使边坡破坏.1.2崩塌高边坡形成后暴露地表,受到各种外部应力的作用,使坡形产生改变,最终下部形成反坡,如有不利的裂隙切割组合成块体,最终产生崩塌破坏.反坡的出现,下部失去支撑,坡体应力会进一步调整,加快变形,后缘裂隙张开,如果组合的块体一旦形成,将产生崩塌.1I3坡面破坏坡面破坏的主要形式有冲刷,湿陷和剥落三种.坡面冲刷会引起大量的水土流失.坡面冲刷使坡面成沟状或洞穴状,一般形成坡肩冲刷坍塌,坡面冲刷串沟,坡面冲刷跌水,坡脚冲刷淘空,坡面冲刷沟穴,岩石接触的冲刷沟穴等.黄土边坡坡面冲刷与土层,岩性,微地貌条件,水文条件等有密切的关系.坡面破坏与坡体的岩土性质,降水量,坡面形态有着密不可分的关系.坡面破坏的另一个影响因素是坡率.坡率直接决定着汇水面积和地表面流的流速,坡面土体的移动与水的大小,流速及土粒的抗剪强度有关,一般情况下,坡面越大,其汇流水的流量越大,冲刷力越强,而坡面越陡,其水流流速越大.因此,采用台阶型边坡将会减少坡体的高度,降低流速,另外,在边坡台阶上设置完善的排水系统,及时排走积水,将有效保证边坡的稳定.坡面破坏的另一种形式是剥落.剥落是黄土边坡变形的一种普遍现象,发生在各种黄土类型中,虽然这种边坡变形不是坡体整体变形,但对路堑边沟危害极大.另外,土壤反复饱水,坡面上的水分变化,黄土开裂也可产生剥落,尤其在阳坡表现更为突出.坡面剥落破坏对于坡体整体稳定性影响不大,若不加以保护,其坡脚路旁的堆积物对公路的养护会带来严重的问题.1.4滑坡滑坡的产生原因,主要是由于黄土的强度下降引起土体稳定性平衡的破坏.大型滑坡常发生在松散结构或黄色湿陷性黄土层中,在新黄土中也会出现小型滑坡,滑坡多发生在老黄土和岩土间出现不整合倾斜接触面处,这里的黄土本身稳定性差,遇水作用或其它条件如地震,施工大爆破等作用下,极易产生土体滑移和崩坍.黄土地区滑坡极易产生,对公路建设危害极大,处理这类病害的方法有以下几种:对小滑坡可清除滑体,并植树稳固;浅层的滑坡,可以设置抗滑挡墙;滑动面较深,则宜采用抗滑桩,并验算其稳定性.除此以外,要疏排地下水,用截阻,封闭等办法,防止地表水体的渗入.1.5路基沉陷填土路基不论填筑路基的高低,其沉陷均由两部分组成:一是新填土的自沉,二是新填筑路基下老地基的沉陷.对湿陷性黄土地段的路基沉陷而言,第二部分沉陷是整个路基沉陷的主要原因.2.黄土地区路基病害的防治措施2.1边坡设计措施黄土具有良好的直立性,尤其是含钙质较大的黄土,所以黄土地区的填方边坡高度可以略高一些.但过高,一方面填料需要量多,稳定性难以保证,占地面积大,施工困难;另一方面,会阻断道路两侧的视野,给人以突兀的感觉,不利于美观.所以当路堤边坡高度大于30m时宜与桥梁和支挡结构物相比较使用.对于高度小于或等于30m的填方路基,可以根据基底的承载力情况,采用折线形或阶梯形边坡;对于较矮的路堤,采用一坡到顶的形式.边坡坡度可根据填料的性质和边坡高度,以及有无防护加固措施,施工方法等情况选择.为保证整个路基范围内的土体压实度都达到设计要求,填筑时两侧应有富余,待填至设计标高后,再进行边坡整平,拍实,刷顺处理,且要防止地面水的冲刷.边坡坡面应根据具体情况采取防护措施,如植物防护等.2.2排水设计措施黄土具有湿陷性,排水设计应予以充分重视.对于路堤,使原地面分成两半,改变了原来地表径流状况,如果处理不当,会冲刷路堤坡脚.所以如果路堤两侧汇水面积较大,宜在一侧或两侧坡脚处设置阻水或排水设施.在施工过程中,也要设置I艋时的防排水措施,以防对路基填筑过程起破坏作用.高等级路面较宽,路面水不宜散排,否则会冲刷边坡.所以在边坡上一般要设急流槽或跌水,将水引排至路基范围以外.2-3填料选择措施黄土地区路基填料主要以黄土为主,新黄土砂粒含量较大,是筑路的良好材料.而老黄土因细颗粒含量多,粘粒含量高,比较紧密易结团,透水性差,故不宜作为路床部分的填料,且对较大的颗粒要打碎后方可使用.如果采用的填料不同,宜分层填筑,分层压实,一般下层土质可用透水性较差的,路床部分宜用好的填料,新黄土可用作路床填料.2.4基底处理措施在填筑填料前,首先应将路基范围内的树根,草皮等清除掉,且将表层的含腐殖质的土体挖除,一般处理深度不小于15c111.清除的土体可以放在边坡上以利于植物生长,有利于边坡的植物防护.黄土地区坑穴分布很多,而且较隐蔽,在路堤范围内,如果处理不当,会引起路堤的沉陷等病害.所以在填筑前,宜对基底的坑洞进行整平,并予以预压.如果基底为软弱层或潮湿,要采取必要的疏干措施,必要时换填,再行压实,以提高基底的整体强度.对湿陷性黄土和压缩性黄土更应注意填筑前的压实处理,并达到规定的压实度要求.2.5路基压工实措施黄土特殊的程特性表明,如果没水渗入时,其工程特性比较好,一旦水渗入,颗粒会崩解,溶蚀和湿陷,引起不同程度的路基病害.加强路基压实是防止黄土湿陷性的有力措施,一方面可以降低孔隙率,另一方面可以降低毛细水的上升作用和水对黄土的楔人渗透和溶蚀.压实时要严格控制最佳含水量.前述分析可知,压实黄土的湿陷性随含水量的减小而增加,而随干容重的增大而减小.所以,用黄土来填筑路堤时,必须按标准击实试验所得的最佳含水量的一3%+1%附近进行填筑,同时要用最大干密度来进行质量控制.3.结语黄土路基的变形破坏和稳定性,是设计,施工,养护和具体的自然环境因素共同作用的结果,并具有明显的区域性.采取相应的防治措施可以有效地防治黄土地区的路基病害.参