周俊杰
(長安大學(xué) 公路學(xué)院,陜西 西安 710064)
改革開放以后,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)步發(fā)展,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益完善。其中交通運(yùn)輸行業(yè)項(xiàng)目的需求量和等級要求越來越高,我國也成為公路工程發(fā)展最快的國家之一。全國公路里程不斷增加的同時,路網(wǎng)逐步向西北,西南等地形地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域覆蓋。由于國土面積大且地形地貌復(fù)雜,各地自然條件差異較大,公路所處地區(qū)工程地質(zhì)、氣候、水文等因素復(fù)雜多變,加上受到設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等因素影響,導(dǎo)致路基出現(xiàn)越來越多的病害,例如路基的隆起、下陷、滑移、坍塌或崩潰等[1]。對于路基的病害若不加以防治,勢必大大降低公路的通行效率,同時可能威脅到安全運(yùn)營,公路使用年限的縮短,甚至使公路失去使用價值,給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。
公路交通在國民經(jīng)濟(jì)中的地位越來越突出,公路工程投資大,從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工至建成通車需較長時間,對于這樣的大型工程,要求公路必須具有較長的使用年限,這就需求路基有足夠的結(jié)構(gòu)承載力、整體穩(wěn)定性和水溫穩(wěn)定性。路基質(zhì)量的好壞,直接影響公路的服務(wù)水平和使用年限。
路基是道路的基礎(chǔ),與路面共同承擔(dān)行車安全。同時要為路面提供堅(jiān)固、穩(wěn)定的支持。根據(jù)目前國內(nèi)外的路基現(xiàn)狀分析,由于承受各種荷載和受到自然環(huán)境等因素的影響,導(dǎo)致路基的形狀、邊坡坡度等發(fā)生變形,嚴(yán)重影響了路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從而產(chǎn)生路基病害,常見病害包括滑坡、基床翻漿冒泥、沉陷、崩塌落石、下沉外擠[2]。
路基病害的產(chǎn)生既有內(nèi)在因素,又有外在因素。不僅與路基所處的地質(zhì)環(huán)境,水文條件等自然因素有關(guān),也與路基的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理和行車荷載等各個階段有關(guān)。要避免路基病害的產(chǎn)生對路面造成破壞,就必須從各路基病害保障的各個階段綜合考慮,采取系統(tǒng)的檢測手段,針對相應(yīng)病害,提前治理和預(yù)防路基病害對公路造成不良影響。不同地區(qū),由于所處的地理環(huán)境特征不一樣,具體根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn),有針對性制定整治方案。
路基滑塌是最常見的路基病害,由于地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定,在荷載過大或人為活動等因素作用下,加上降水、地震等自然因素的促進(jìn)作用,導(dǎo)致路基整體性失穩(wěn),出現(xiàn)滑塌。根據(jù)邊坡土質(zhì)、破壞原因和規(guī)模等不同,路基滑塌可分為路基溜方和路基滑坡[3]。路基溜方是由于少量土質(zhì)邊坡向下移動造成的,主要是由水損壞和施工不當(dāng)引起的;路基滑坡是一部分土體在重力作用下沿某一滑動面滑動,主要原因是由于邊坡太陡、選用不正確的傾斜層次填筑、坡腳被水沖刷淘空。
路基滑塌是內(nèi)因與外因綜合作用導(dǎo)致,因此在整治是必須以所處地質(zhì)地形特征為前提,分系統(tǒng)類型進(jìn)行整治。在設(shè)計(jì)路線時,盡量避開規(guī)模較大的滑坡地區(qū)。在施工過程中,根據(jù)具體地質(zhì)特征可能導(dǎo)致的滑塌形式制定相應(yīng)整治方案。對于小規(guī)模數(shù)量不大的碎石滑塌,主要采用修筑攔石墻、攔石網(wǎng)、落石坑等進(jìn)行防治。對于規(guī)模較大的滑塌,以修筑明洞和棚洞整治為主。地基所處于滑動帶富集流動水的滑坡形式時,在施工中,修筑排水系統(tǒng),地面排水設(shè)施與地下排水設(shè)施相互協(xié)調(diào)。攔截引出地表水,引導(dǎo)排堵地下水,結(jié)合防護(hù)設(shè)施整體防治。根據(jù)滑體的特征特性,修筑合適的支擋構(gòu)造,如抗滑擋墻、抗滑樁、錨桿擋墻等。在使用階段,養(yǎng)護(hù)管理中必須定期觀測,針對可能出現(xiàn)的隱患進(jìn)行排查,及時修善受損防治物,清理排水構(gòu)造物[4]。
路基基床翻漿冒泥是土質(zhì)、水、溫度、行車荷載等多方面因素綜合作用的結(jié)果。由于路基土填料的不良特性,在沒有很好處理完成之前就填筑,加上地表水地下水侵入,使土的含水量增加,抗剪強(qiáng)度降低。加之行車時的水平荷載和豎向荷載,共同導(dǎo)致基床翻漿冒泥。不僅使基床下沉,基床抗剪強(qiáng)度下降,也導(dǎo)致了路肩隆起或邊坡外擠,引起的路面不平順,惡化了列車運(yùn)行條件。緩慢變形日益嚴(yán)重,甚至危及行車安全。
由于基床翻漿冒泥過程復(fù)雜,影響因素較多,因此必須多角度整體考慮制定相應(yīng)方案以求實(shí)效。土質(zhì)不良性質(zhì)是導(dǎo)致翻漿冒泥的根本原因,因此在施工填筑前對填料進(jìn)行改良或者換填。通過摻入優(yōu)質(zhì)混合料改善集料特性,同時級配要求合理。在施工中,對基層進(jìn)行良好壓實(shí),以提高承載能力。路基中的水也是路基基床翻漿冒泥的主要因素,因此,必須采取有效措施,使路基土保持在干燥或者中濕狀態(tài)。一方面要求修筑地表排水構(gòu)造,如天溝、排水溝等,結(jié)合盲溝、截水溝等地下排水設(shè)施,降低、導(dǎo)引地表水地下水。一方面使用新型材料防水層隔水膜等,防治水的滲入。“防水、排水、堵水、截水”協(xié)調(diào)配合,綜合治理。
路基沉陷是指路基表面在豎直方向出現(xiàn)不可忽略的沉落[5]。按照沉陷的特征一般可分為路基本體沉陷和路基下部天然地面沉陷。其形式多種多樣,危害極大。路基本體壓實(shí)不夠,土質(zhì)不良,加上排水構(gòu)造物性能不好,使路基本體發(fā)生沉陷。在路基下隱伏的洞穴頂部,由于荷載過大也將引起塌陷。不僅使路面懸空,同時給行車安全帶來嚴(yán)重后果。倘若原天然地面為新近填土、沼澤、軟土等,其承載能力不足,可能導(dǎo)致地基下沉或者地基向兩側(cè)擠出。地基沉陷的原因多種多樣,整治方案應(yīng)以實(shí)際存在問題為主,結(jié)合理論有效處理。
在施工前,需要勘測地形地貌,了解隱伏洞穴的分布情況、形狀大小等,盡量避開不良地區(qū)。在施工中選用良好的填料,對于黃土、軟土等特殊土,必須經(jīng)過處理達(dá)到要求后才能修筑。分層填筑、分層夯實(shí),并及時排除流向路基的地表水和地下水。無論采用何種措施,都要合理處理地基水的問題。在養(yǎng)護(hù)管理過程中勤檢測,多管理。做到主動發(fā)現(xiàn)問題,提前整治,保障道路具有良好使用條件。
公路路基的病害多種多樣,究其原因,主要以地質(zhì)、土質(zhì)、水、荷載等主要因素。無論何種整治方案,都必須系統(tǒng)的全面考慮。不同地區(qū)具有不同地質(zhì)構(gòu)造,必須綜合分析病害特征,以“系統(tǒng)、完善、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全”的原則整治。施工前注意材料的選用,施工中注意施工工藝、動態(tài)監(jiān)控、分層壓實(shí),以及施工后主動監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)隱患并修復(fù),將路基病害可能導(dǎo)致的問題降至最少,避免影響行車環(huán)境,造成重大損失。
[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTP F40-2004).北京:人民交通出版社.2004.09
[2]丁圣明.公路路基病害預(yù)防和治理研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(12)
[3]丁萌學(xué).公路路基病害的類型及防治措施[J].科技咨詢,2012(12)
[4]許永明.公路養(yǎng)護(hù)與管理.人民交通出版社,2003
[5]王學(xué)文、楊敏.簡論公路路基病害的防治[J].黑龍江交通科技,2011