張鐵軍
(江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司,江蘇 南京 210046)
在道路設(shè)計(jì)和施工過程中,一旦遇到臨河路基,往往需要對(duì)現(xiàn)狀河塘進(jìn)行調(diào)查,其中塘深就是一項(xiàng)很重要的調(diào)查,因?yàn)楹犹恋纳疃葘?duì)沿河的道路路基穩(wěn)定性影響較大,具體影響如圖1所示。
圖1 河塘深度與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖1可以明顯看出,河塘深度越深,沿河路基的邊坡穩(wěn)定性越差,河塘深度在2 m以內(nèi),對(duì)沿河路堤的邊坡穩(wěn)定性影響相對(duì)較小,超過2 m時(shí),臨河路基越容易產(chǎn)生失穩(wěn),因此在道路選線和規(guī)劃過程中,道路紅線應(yīng)盡量避開河塘較深的路段,若道路沿線規(guī)劃有景觀河道,則應(yīng)控制好規(guī)劃河道深度,以免對(duì)道路工程建設(shè)造成不利影響,從而導(dǎo)致路基失穩(wěn),引起道路開裂甚至滑坡,對(duì)于一些不可避免的深河塘段,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,采取合理的加固措施,維持路基的穩(wěn)定,確保工程質(zhì)量。
在道路工程建設(shè)過程中,對(duì)于不可避免的臨河路段,需要根據(jù)工程地質(zhì)條件,分析路基離臨河距離對(duì)路基穩(wěn)定性的影響,宏觀來說,路基臨河距離越遠(yuǎn),路基越穩(wěn)定,臨河越近,穩(wěn)定性越差。因此,如何控制好合適的臨河距離成為道路工程建設(shè)過程中需要重點(diǎn)研究的,也是道路選線和規(guī)劃的重要參考,特別對(duì)于城市道路,臨河過遠(yuǎn),往往會(huì)導(dǎo)致道路紅線與河道之間地塊無法得到有效開發(fā)而浪費(fèi),臨河過近,又會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn),因此分析了不同的臨河距離對(duì)路基穩(wěn)定性的影響,具體如圖2所示。
圖2 臨河距離與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖2中可以明顯看出,在路基高度一定的情況下,臨河路基越遠(yuǎn),道路穩(wěn)定性越好,越安全,基本上臨河距離達(dá)到10~12 m以上,路基的穩(wěn)定性相對(duì)較好,在該臨河距離下,河塘對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小,可以基本上認(rèn)定為非臨河路段;同時(shí)從圖2中也可以看出,路基臨河距離在6 m以下時(shí),路基容易產(chǎn)生失穩(wěn),該范圍內(nèi)調(diào)整路基的臨河距離對(duì)改善路基穩(wěn)定性的作用相對(duì)較小;臨河距離超過6 m以上時(shí),即在6~12 m范圍內(nèi)對(duì)路基的穩(wěn)定性影響非常顯著,臨河距離超過12 m以上時(shí),基本上河道對(duì)路基穩(wěn)定性影響相對(duì)較小。
因此從圖2中可以得出,路基臨河距離在6 m以內(nèi)時(shí),路基產(chǎn)生失穩(wěn)的可能性非常大,路基臨河距離在6~12 m時(shí),路基穩(wěn)定性迅速得到提高,路基臨河距離在10~12 m以上時(shí),路基較為穩(wěn)定,河塘對(duì)路基穩(wěn)定性影響較弱。因此在實(shí)際道路工程建設(shè)過程中,應(yīng)合理控制道路的臨河距離,最好控制在10~12 m以上,這樣路基的穩(wěn)定性能夠得到保證,即使在軟土等特殊路段,路基穩(wěn)定性不夠,可采用簡(jiǎn)單的處理方式就能保證路基穩(wěn)定,節(jié)省工程投資,提升工程質(zhì)量。
軟土路段的臨河路段路基最容易發(fā)生失穩(wěn)開裂甚至滑坡,由于軟土性質(zhì)越差、強(qiáng)度較低,臨河路基的穩(wěn)定性往往相對(duì)較差,因此加強(qiáng)軟土路段臨河路基穩(wěn)定性分析研究尤為重要,其中軟土埋深對(duì)臨河路基穩(wěn)定性的影響尤為顯著,分析了臨河路段不同軟土深度對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性的影響,并結(jié)合實(shí)際道路工程建設(shè)過程中遇到的問題,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)軟土地基路段的臨河路基處理提供有效的經(jīng)驗(yàn),軟土的埋深對(duì)臨河路基穩(wěn)定性影響如圖3所示。
圖3 軟土埋深與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖3中可以明顯看出,臨河路段路基穩(wěn)定性隨著軟土埋深的增加而增加,軟土埋深對(duì)于臨河路段路基穩(wěn)定性影響較大,從圖3中可以看出,軟土埋深越淺,臨河路段路基的穩(wěn)定性越差,越容易產(chǎn)生失穩(wěn)和滑坡,軟土埋深越深,臨河路段的穩(wěn)定性越好。
從圖3中也可以看出,軟土埋深在6 m以內(nèi)對(duì)臨河路段的穩(wěn)定性影響較大,即淺層軟土對(duì)臨河路段路基穩(wěn)定性影響較大,軟土埋深超過6 m以上,臨河路段的路基穩(wěn)定性迅速提高,對(duì)于埋深超過10 m以上時(shí),軟土對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小,路基較為穩(wěn)定。因此在工程設(shè)計(jì)過程中,對(duì)于臨河路段的路基,需要認(rèn)真研究工程地質(zhì)報(bào)告,對(duì)于軟土埋深較淺的路段需要重點(diǎn)關(guān)注和分析,對(duì)于這些路段路基穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求的,應(yīng)采取合理的工程處理措施來提高臨河路基的穩(wěn)定性。
1.4 道路的填土高度對(duì)臨河路基邊坡穩(wěn)定性影響分析
道路的填土高度一般是根據(jù)規(guī)劃控制標(biāo)高、地下水位埋深、洪水位等因素綜合確定的,道路項(xiàng)目一般要保證路基處于中濕及以上狀態(tài),而不同的路基填土高度對(duì)于臨河路段的路基穩(wěn)定性影響較大,因此合理確定臨河路段路基填土高度尤為重要,填土高度越高,路基穩(wěn)定性越差,路基填土高度對(duì)于臨河路段路基的穩(wěn)定性影響尤為顯著,具體如圖4所示。
圖4 道路填土高度與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖4中可以明顯看出,臨河路段路基,路基填土高度越高,路基穩(wěn)定性越差。因此道路工程設(shè)計(jì)過程中,要合理控制臨河路段的路基填土高度,盡量以低填為主,從圖4中可以看出,臨河路段路基填土高度在3 m以內(nèi)時(shí),路基穩(wěn)定性較好,超過3 m以上的路基填高,路基穩(wěn)定性會(huì)急劇下降。工程中也經(jīng)常遇到類似情況,填土高度過高,路基會(huì)朝向河道一側(cè)滑坡,教訓(xùn)較多,因此在道路設(shè)計(jì)過程中,需要嚴(yán)格控制臨河路段的填高,臨河路段盡量以低填為主,降低地基處理難度,增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。
以上分析了影響臨河路段的路基穩(wěn)定性的四個(gè)常見影響因素,河塘塘深、臨河距離、軟土埋深和路基的填土高度。在道路工程設(shè)計(jì)過程中,需要認(rèn)真研究臨河路段路基,對(duì)于河塘較深、離河較近、軟土埋深淺、填土高度高的路段重點(diǎn)關(guān)注,路基穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求的,采用合適的地基處理方式增強(qiáng)路基穩(wěn)定性,就臨河路段地基處理,介紹幾種常見的處理方式,研究其處理后的相關(guān)規(guī)律,為臨河路段的路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供一定的參考。
目前對(duì)于臨河路段路基穩(wěn)定性處理方案常見的有路基加筋處理、淺層換填處理和水泥土攪拌樁深層處理,這幾種處理方式最為常見,效果也尤為顯著,路堤加筋處理目前是最常用的一種臨河處理方式,工程成本最低,水泥土攪拌樁處理工程成本相對(duì)較高。
道路工程設(shè)計(jì)過程中,遇到臨河路段,首先需要分析路基的穩(wěn)定性是否滿足規(guī)范要求,對(duì)于不滿足規(guī)范要求的,可采用路堤加筋處理,一般是在路基底部鋪設(shè)土工格柵,或者其它土工合成材料,根據(jù)不同的臨河情況,選擇不同強(qiáng)度的土工材料,處理后路基的穩(wěn)定性會(huì)得到顯著提高,路基加筋處理如圖5所示。
圖5 路基加筋處理與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖5中可以明顯看出,臨河路段路基,不同的路基填土高度下,經(jīng)加筋處理后穩(wěn)定性可以得到較大提升,在路基底部鋪設(shè)一層加筋處理和二層加筋處理效果也明顯不同,同樣的填土高度下,二層路基加筋處理比一層加筋處理效果明顯要好。因此對(duì)于臨河路基較近、軟土埋深淺、路基填土相對(duì)較高的路段,為增強(qiáng)路基穩(wěn)定性,可以采用二層加筋處理;而對(duì)于臨河路段較遠(yuǎn)、軟土埋深較深、路基填土高度較低的路段,可以采用一層路基加筋處理,經(jīng)過加筋處理后,臨河路段的路基穩(wěn)定性將會(huì)得到極大的增強(qiáng),確保了工程質(zhì)量,同時(shí)路基加筋工程成本較低,在臨河路段的路基穩(wěn)定性處理中經(jīng)常被采用,實(shí)踐證明效果較好。
然而從圖5中也可以看出,臨河路段路基填土高度越高,路基加筋的處理效果越弱,對(duì)于高填方的臨河路段,可以考慮采用其它的穩(wěn)定性處理措施,例如換填處理,水泥土攪拌樁處理,或者這幾種處理方式相結(jié)合來增強(qiáng)臨河路段的路基穩(wěn)定性。
2.2 換填加筋聯(lián)合處理和水泥土攪拌樁處理對(duì)臨河路段穩(wěn)定性影響
對(duì)于臨河路段高填方路基,僅采用路基加筋處理效果不顯著時(shí),可以考慮換填加筋聯(lián)合處理和水泥土攪拌樁處理,處理后路基穩(wěn)定性會(huì)得到顯著改善,處理效果如圖6所示。
圖6 換填和水泥土攪拌樁處理與臨河路基邊坡穩(wěn)定關(guān)系
從圖6中可以明顯看出,不同的填土高度下的臨河路段路基,換填和加筋聯(lián)合處理、水泥土攪拌樁處理后,臨河段的路基穩(wěn)定性得到極大的提升,效果比單一的路基加筋處理方式更好,而且從圖6中可以看出,水泥土攪拌樁處理效果最為顯著,處理后穩(wěn)定性最好,但是換填和加筋聯(lián)合處理以及水泥土攪拌樁處理雖然效果較好,但是造價(jià)相比路基加筋處理要高,因此在道路工程設(shè)計(jì)過程中,要針對(duì)具體的情況選擇合理的處理方案,既要保證臨河段路基的穩(wěn)定性,也要控制合理的工程造價(jià),這需要不斷的探索和研究,不斷總結(jié)和提高。
(1)臨河路段路基穩(wěn)定性的影響因素較多,常見的有河塘深度、臨河距離,軟土埋深和路基填高,往往河塘越深、臨河距離越近、軟土埋深淺、路基填土高,路基穩(wěn)定性越差。在道路工程設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)這些路段,重點(diǎn)分析其穩(wěn)定性,并針對(duì)性的采取工程處理措施。
(2)臨河路段,選線和規(guī)劃時(shí),應(yīng)合理控制路基離河塘的距離,一般在10~12 m以上較為合適,河塘對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較小,路基較為穩(wěn)定,同時(shí)埋深小于6 m以內(nèi)的淺層軟土對(duì)路基的穩(wěn)定性影響較大,深層軟土影響較小,同時(shí)道路設(shè)計(jì)過程中,臨河路段應(yīng)采用低填路基,路基高度控制在3 m以內(nèi)對(duì)路基的穩(wěn)定性較好。
(3)臨河路段采用路基加筋處理效果較好,對(duì)于填土高度低、臨河距離遠(yuǎn)的路段可以采用一層加筋處理,對(duì)于填土高度高、臨河距離近的路段可采用雙層加筋處理,處理后路基穩(wěn)定性可以得到較大提高,而且路基加筋處理成本較低。
(4)對(duì)于臨河較近、高填方的路段,單一路基加筋處理效果不顯著時(shí),可以考慮采用換填和加筋聯(lián)合處理或水泥土攪拌樁處理,這兩種處理方式對(duì)于提升臨河路段路基穩(wěn)定性效果顯著,但是造價(jià)相對(duì)較高,在道路工程設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)根據(jù)不同的臨河條件,有針對(duì)性的選用合理的處理方式,既要增強(qiáng)臨河路基的路基穩(wěn)定性,又要合理控制工程造價(jià)。