路基破坏的原因以及保证路基稳定性的措施浅析

2010-08-15宝鸡公路管理局赵彩娟卢晓琪

河南科技 2010年16期

关键词：高程压实土体

宝鸡公路管理局赵彩娟卢晓琪

宝鸡公路管理局赵彩娟卢晓琪

公路在投入运营后，常会出现各种破坏情况，而这大都与路基质量有关，如路基松软、沉陷等等。本文对路基常见破坏及其原因作了简单分析，提出了保证路基稳定性可采取的一些措施。

水稳定性沉陷路基横断面削坡

路基是地面上按路线的平面位置和纵坡要求开挖或堆填成一定断面形状的土质或石质结构物，它是道路这一线形建筑物的主体，又是路面的基础，承受着来自路面行车的荷载，它的质量好坏直接影响到道路的使用品质。为了满足行车对道路提出的通畅、迅速、安全、舒适、经济等方面的要求，就必须对路基的破坏采取很好的控制措施、保证路基的稳定性。

一、路基的基本要求

1. 足够的整体稳定性。路基是直接在天然地面上填筑或挖除部分地面而建成的，路基修建后改变了原地面的自然平衡状态。为防止路基在行车荷载及各种自然因素作用下，发生过大的变形和破坏，必须针对当地具体情况，采取一定的措施来保证整体结构的稳定性。

2. 足够的强度。路基的上层要与路面共同作用，来抵抗行车荷载和路基路面自重产生的变形。路基的变形通常占路面总变形中的较大部分，路基过大的变形，会降低路面的使用品质，甚至会造成路面的损坏，为保证路基在荷载作用下不致产生超过容许范围的变形，要求路基必须具有足够的强度。

3. 足够的水温稳定性。路基在地面水和地下水作用下，路基强度会发生显著降低的现象。在季节性冰冻地区，由于周期性的冻融作用，在水和负温度共同作用下，土体会发生冻胀，造成路面隆起；而春融期局部土层过湿软化会造成地基强度急剧下降，因此，路基不仅要具有足够的强度，而且还应保证在最不利水温条件下，路基不致冻胀和在春融期强度不致发生显著降低，这就要求路基必须具有足够的水稳定性。

二、路基的常见破坏

1. 路基的沉陷。路基沉陷是指路基在垂直方向产生较大的沉落。路基的不均匀下陷，将造成局部路段破坏，影响交通。路基沉陷有如下两种情况：一是路基本身的沉缩；二是由于路基下部天然地面承载能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷。

路基的沉落：因填料选择不当，填筑方法不合理，压实不足，在荷载和水温综合作用下，堤身可能向下沉陷。

地基的沉陷：原路面为软弱土层，例如泥沼、流沙或垃圾堆积等，填筑时未经换土或压实造成承载力不足，发生侧面剪裂凸起，地基发生下沉，引起路堤下陷。

2. 边坡的坍塌。路基边坡的滑塌是最常见的病害之一，根据边坡土质类别、破坏原因和规模的不同，可分为由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成的溜方和一部分土体在重力作用下沿路堤的某一滑动面滑动而引起的滑坡两种。

3. 不良地质和水文条件造成的路基破坏。公路在不良地质条件（如泥石流、溶洞等）和较大自然灾害（如暴雨）地区，均可能导致路基的破坏，在公路勘测设计过程中应尽可能予以避开。

三、路基破坏原因分析

路基破坏的形式如上所述，其原因是多方面的，各种病害既有各自的特点，又具有共同的原因，可归纳为以下几方面。

1. 不良的工程地质和水文地质条件。

如地质构造复杂，岩层走向及倾角不利，岩性松散，风化严重，土质较差，地下水位较高以及特殊不良地质灾害等。

2. 不利的水文与气候因素。如降水量大，洪水，干旱，冰冻，积雪或温差过大等。

3. 设计不合理。如断面尺寸不符合要求，边坡值选取不当，挖填布置不符合要求，路基处于潮湿或过湿状态，排水不良，防护与加固不妥等。

4. 施工不符合有关规定。如填筑顺序不当，土基压实不足，盲目采用大型爆破，以及不按设计要求和操作规范进行施工，工程质量没有达到应有标准等。

四、保证路基稳定性可采取的措施

1. 正确设计路基横断面。为了满足行车要求，适应天然地面的起伏，路基高程与天然地面高程的相互关系必然变化，有些路段路基高程高于天然地面高程，需要进行填筑，有些路段路基高程低于天然地面高程，需要进行挖掘。由于填挖情况不同，路基横断面归纳为路堤、路堑、半填半挖和不填不挖四种方式，设计时必须根据实际情况进行断面形式选择。

2. 正确选择适当的土（包括必要时的换土）填筑路基，特别是其上层部分，并采取正确的填筑方式（如分层填筑和不同土质的层次组合）。同时还要充分压实土基，保证达到规定的压实度，提高土基的水稳性。

3. 削坡。边坡坍塌范围不大时，最简单的方式就是清除坍方，并将边坡坡度放缓。路堑边坡的削坡减缓，通常位于破坏面上方的土体提高下滑力，而破坏面下侧的土体提供抗滑力。所以，削坡减缓时要注意不要过多的切割坡体下部的支撑部分；相反，如能将土方堆填在下部抗滑（支撑）部位，则更能提高其稳定性。

4. 正确的进行排水设计，包括地面排水与地下排水，以及地基的特殊排水，同时可适当提高路基，以防止水分从旁渗入或地下水位上升。

5. 设置隔离层（隔绝毛细水上升）、隔温层（用于减少路基冰冻深度和水分累积）及砂垫层（用于疏干土基）。这些措施在于限制水分侵入路基，或使水分迅速从路基排出，保持干燥，提高强度与稳定性。

6. 可采取适当的边坡加固和防护措施，以及修筑挡土结构物等。在滑动土体的下部设置石跺、挡土墙或抗滑桩等结构物，以增加滑动土体的抗滑力。

五、实例简析

以陇县至凤县公路凤县段为例，由于1998、1999两年秋季连降暴雨，导致河床冲刷严重，原有护岸基础外漏，部分路段基础已被掏空，加上原有路基为堆积法施工，一次成型，路基整体压实度不够，导致路基严重失稳。根据实际情况，经研究后，采用浆砌片石砌体加固，加固措施完成后，虽然又经历了几次大洪水，部分段落的第一层石笼已被埋置，但路基路面没有出现明显裂缝，达到预期效果。