[分享]路基病害的类型与整治措施

发表于2018-05-25    657人浏览    1人跟帖    总热度:140  

路基受各种自然因素的长期影响,承受车辆荷载的反复作用,并且由于路基所经过地区的地形、地质及水文地质等条件的影响,路基在使用过程中常产生各种病害。主要病害有:路基的沉陷、翻浆、路基边坡的滑坡、塌方及泥石流等。

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路基病害的调查

路基病害调查的目的是判定灾害的性质、规模和危害程度,包括成灾条件调查和灾害调查。

成灾条件调查的内容包括:

(1)气象和水文资料调查,主要是年降雨量的分配特征、最大降雨量和暴雨强度、相关河流的水文资料,以及与灾害形成有关的水文和降雨特征;

(2)边坡所处的地形、植被和地表径流情况;

(3)当地地震烈度和活动频率;

(4)组成坡体的岩土结构及其工程性质、与地质构造的关系(是否在断裂及其影响带内)、软弱结构面性质及其与坡面的组合关系;

(5)当地斜坡病害的发育情况。

边坡灾害调查的内容包括:

(1)灾害类型、位置、规模和数量;

(2)边坡岩土结构和地下水活动情况;

(3)灾害形成的原因和危害程度;

(4)灾害的现状和发展趋势。

边坡的稳定性和变形破坏模式取决于组成坡体的岩土结构和坡率,受地下水活动影响。边坡岩土结构类型可参照下表分类。

路基病害的类型与整治措施_1

稳定性分析的方法主要有地质条件分析和稳定系数计算。一般的边坡稳定计算可采用传统的静力极限平衡方法,包括库伦土压力计算、朗金土压力计算,以及滑动稳定性计算的圆弧法、传递系数法等。特殊复杂的边坡稳定分析计算可采用有限元方法。无论采用何种计算方法,都必须以地质结构分析为基础,确定分析计算的力学模型和边界条件。

边坡失稳破坏的主要类型包括崩塌、坍塌和滑坡。由于他们的变形破坏机理不同,防治的对策和方法也有区别。

路基病害的类型与整治措施_2

以硬质岩石为主的边坡,注意区别崩塌与滑坡。根据结构面的产状和组合分析是否存在一组足以发育成主滑带的贯通性缓倾结构面。主导性结构面陡于45°,被结构面切割的岩块呈上大下小的楔形,多数为崩塌破坏。滑坡的主滑面则依附于向临空面缓倾并且与后缘裂缝贯通的结构面。

以松软岩土为主的山坡,则要分辨坍塌与滑坡。松软岩土边坡坍塌时,在坡顶形成密集、直立或向临空面倾倒的裂缝,含水多的部分先塌落。尽管有时成片塌落,但也有先后之分。松软岩土山坡在滑动时,虽然前部也有坍塌现象,但总体上仍是一沿着下伏的滑带滑动。也可能有结构面将滑体分开,但有一组横贯山坡的后缘裂缝。

路基病害的类型与整治措施_3

边坡坡面病害主要是坡面侵蚀、剥落和滚石。坡面侵蚀是指松软岩土因表面径流冲蚀形成冲沟,可发展成坍塌。剥落是坡面岩土因风化、胀缩等原因形成的碎落。滚石是边坡上部的孤立块石、松动的节理化岩块滚落。

除了上边坡失稳之外,路基失稳变形有三种类型:路基随地基变形、路基滑移、路基滑坍。路基失稳变形调查的内容包括:产生的位置、规模、形状和变形痕迹,以及发生时的气候和水文地质条件。

路基的变形破坏是在长时期内逐渐发展,在偶然因素作用下表现为突然滑动或崩坍。引起路基变形破坏成因是多方面的,不同成因的路基变形特征不同。

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路基病害的防止措施

道路设计建筑限界内不允许边坡岩土体侵入。为不中断交通,威胁行车安全的路基病害应一次根治、不留后患。

做好水的调治工作是防治各类路基病害的有效措施。调治地表水的措施包括:设置上方的截水沟截排后山坡面汇水、排除坡顶洼地积水、填塞坡面裂缝减少径流进入坡体。调制地下水的措施包括:设置建深切明沟和盲沟、仰斜排水孔截排地下水,地下水供应特别丰富时可修建集水井或泄水洞。

截排水设施必须形成完整的系统,并经过必要的水力计算。应特别注意做好防渗处理,以免形成集中渗水恶化边坡稳定状况。

边坡失稳变形,因岩土结构和地下水条件不同,破坏机理和变形特点不同。边坡加固方案应针对边坡失稳破坏特点确定。各种病害常用的治理措施见下表。

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崩塌多发生在边坡上部岩土体存在裂缝的情况下,其块体强度较高。在有条件的情况下,放缓坡率、清除不稳定体是最好的方法。没有清除条件时,只能采取加固措施。崩塌以倾倒的拉张破坏为主,柔性支护是最有效的方法。防止地面水渗入边坡降低岩体强度的截排水措施是必需的。

坍塌基本上都是岩土体的强度不足以维持自重的原因造成,最好的办法是放缓边坡,改善边坡应力状态。地表水深入边坡会降低岩土体强度,完善截排水设施是防止边坡坍塌的有效方法。

边坡滑坡是沿着滑动面的滑动剪切破坏。防治的措施有减重卸载、抗滑支挡和排水措施三种。在排除诱发更大范围失稳的可能的前提下,减重卸载是首先考虑的措施。排水措施理论上说是有效的,但由于地下水的准确判断并不容易,一般只作为安全贮备的辅助措施。抗滑支挡工程可以起到立竿见影的作用,而且可靠,常作为除了减重卸载之外的主要方法。

软弱面在路面附近的情况下,设置纵向疏干地下水的盲沟和支挡工程。路基开挖切断倾向临空面的软弱层时,首先考虑降低边坡高度;只有在经过检算,放缓坡率能够减小下滑力并且不会引发大面积失稳的情况下才能考虑削缓坡率、增加坡面防护的方案;否则,应该采用坚强的支挡工程。软弱层高悬于半坡时,预应力锚索框架是可靠实用的工程措施。

在排除边坡失稳的可能后,滚石、坡面侵蚀等坡面病害,只采取表面加固或清除措施既可。但要强调的是,有时候坡面滚石、冲蚀的原因是边坡整体失稳变形引起孤石、岩块的重心失稳和坡面裂缝。

路堑边坡的表层一定厚度的岩土会松弛和风化,常在雨季中因受地表水和地下水浸润软化,向下蠕动。其特点是变形体松散并带有塑性蠕动的性质。防治的方案是设置挡土墙,并将基础置于稳定地层上,墙后设置支撑盲沟或者仰斜排水孔。

各种工程措施都有不同适用条件和作用特点。根据边坡变形特点选择适当的工程措施及其组合,是边坡灾害防治的关键。

路基病害的类型与整治措施_6

路基变形破坏防治只有根据不同的成因采取针对性措施方可见效。路基随滑坡变形的情况,只要能够稳定滑坡,路基也就能够稳定;路基沿地面滑动和路基本身的破坏,多数通过设置疏水沟和加固路基可也得到解决;地表径流造成的路基滑塌要通过调制水流的办法来解决。

位于活动滑坡上的路基,彻底解决问题的办法是稳定滑坡。在试点工程中,可以考虑下列两个方案:

(1) 路基位于滑坡后缘时,仅稳定路基下面的滑体。此时可在路基外侧设置抗滑挡土墙或抗滑桩。下侧滑体可能会继续滑动,但并不威胁路基安全。

(2) 地下水丰富的情况下,可通过调治地表水、疏干地下水、防止坡脚冲刷等措施维持滑坡稳定。

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川藏公路102滑坡上的路基外侧锚索挡墙(锚固于稳定滑床)

路基沿底面滑动和路基本身破坏应首先考虑在路基内侧设置深切的截水盲沟,其次是下边坡处的兼起支撑作用的疏水盲沟,最后才是挡土墙的使用。

完善排水设施,以免地表水从路面、边沟、山边坡进入路基,避免在下边坡堆放施工和养护废弃土方,都是预防路基失稳变形的有效措施。


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 发表于2018-05-25   |  只看该作者      

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