浅谈路基防护与加固
2011-03-02李文忠
李文忠
(鸡西市公路管理处)
由岩土筑成的路基直接暴露于大气之中,长期受自然因素的影响,岩土在水温条件作用下,物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大,土的强度降低;岩性差的岩体,在水温变化条件下,加剧风化;路基表面在温差作用下经受胀缩循环,在湿差作用下经受干湿循环,导致强度衰减和剥蚀;地表水流冲刷,地下水源浸入,使岩土表层失稳,易加剧路基的水毁病害;沿河路堤在水流冲击、淘刷和浸蚀作用下,易遭破坏;湿软地基承载能力不足,易导致路基沉陷。所有这些均取决于岩土的物理力学性质及自然因素,且与路基承受行车荷载的情况密切相关。
合理的路基设计,应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面综合考虑。为确保路基的强度与稳定性,路基的防护与加固,也是不可缺少的工程技术措施。随着公路等级的提高,为维护正常的交通运输,减少公路病害,确保行车安全,保持公路与自然环境协调,路基的防护与加固更具有重要意义。实践证明,在高等级公路建设中,防护工程对保证公路使用品质、提高投资效益均具有重要的意义。
1 坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差及湿度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。坡面防护设施不承受外力作用,必须要求坡面岩土整体稳定牢固。简易防护的边坡高度与坡度不宜过大,土质边坡坡度一般不陡于1∶1 ~1∶1.5。地面水的径流速度以不超过 2.0m/s为宜,水亦不宜集中汇流。雨水集中或汇水面积较大时,应有排水设施相配合。如在挖方边坡顶部设截水沟,高填方的路肩边缘设拦水埂等。
常用的坡面防护设施有植物防护(种草、铺草皮、植树等)和工程防护(抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等)。前者可视为有“生命”(成活)防护,后者属无机物防护。有“生命”防护以土质边坡为主,无机物防护以石质路堑边坡为主。在一定程度上,有“生命”防护在边坡稳定和改善路容方面,优于无机物防护。
2 冲刷防护
冲刷防护主要是对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤,亦包括桥头引道,以及路基边旁堤岸等的防护。此类堤岸常年或季节性浸水,受流水冲刷、拍击和淘洗,造成路基浸湿、坡脚淘空,或水位骤降时路基内细粒填料流失,致使路基失稳,边坡崩坍。所以堤岸的冲刷防护与加固,主要针对水流的破坏作用而设,起防治水害和加固堤岸双重功效。
堤岸防护与加固设施,有直接和间接两类。直接防护与加固设施中包括植物防护和石砌防护与加固两种,常用的有植物、铺石、抛石或石笼等。间接防护主要指导治结构物,如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等。必要时进行疏竣河床、改变河道,目的是改变流水方向,避免或缓和水流对路基的直接破坏作用。改变水流流速、流向和原来状态,可能导致堤岸对面及路基附近上下游遭害,必须慎重对待,掌握流水运动规律,因势利导,防治结合,综合治理。
3 软土地基加固
在沿海、滨湖和江河三角洲地带修建道路,常遇到近代沉积的高含水率和大孔隙的蒙古质土、粉质土、有机质土或泥炭等软土层。因此在公路勘查期间首先应收集地质资料,确定软土分布范围、构造与成因。表1所示为软土鉴别的主要指标。
表1 软土鉴别主要指标
在高压缩性软土地基上设计路堤,需考虑三方面问题:
(1)地基的承载力是否可以保证路堤的稳定性;
(2)由于压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降,包括沉降量和沉降速率,是否影响路基和路面结构的正常使用及其使用寿命;
(3)为提高路堤稳定性,减少沉降量或加速固结,需采取地基加固措施。
路堤稳定性验算、沉降分析以及地基加固措施选择都必须先进行土质调查和资料收集工作,以确定下述基本条件:
(1)地基条件。软土地层的生成类别、成层状态、排水条件、各土层的土性指标(物理特性、固结特性和强度特性);
(2)施工条件。路堤形状、工程进度要求、填料性质、沿线环境和用地限制等;
(3)道路条件。道路性质、容许剩余沉降量和要求的安全系数等。