土质路堑边坡病害治理试验路段
2012-09-06朱学文
朱学文
(黑龙江省嫩江高等级公路管理处)
1 试验路段地理位置
为了对哈同公路土质路堑边坡的病害进行治理，选择了一段有一定长度的土质路堑作为试验路段进行试验。试验路段位于哈同公路佳木斯—哈尔滨段;里程为K561+850(左)。
2 试验路段的地质条件
试验路段位于大地构造属新华夏系第二隆起带之西部，北缘处于张广才岭断褶区西侧带状断陷盆地区，大面积中山、低山、丘陵区，长期以来一直为上升区。境内地质构造分为：东西构造体系、华夏系构造体系、新华夏系构造体系、华夏式构造体系、南北向构造体系和北西构造体系。地质主要以断裂构造为主，松花江河谷基本上由几条不连续的断裂带构成。
沿线地层构造主要为上更新统冲积层。上部为黄色亚粘土、亚砂土、淤泥质亚粘土，层厚3～20 m，局部达30 m，多为中、低压缩性土;下部为黄色、灰色砂、砾石层，厚度5～15 m，局部夹粘性土透镜体。岩性主要为海西晚期花岗岩，由黄色白岗质花岗岩、花岗岩组成，其顶部风化带呈砂状、砾状，中密—密实，下部较硬。
路线所经地区，出露地层较多，但大部分为第四系冲积层，断裂地质构造处未发现活动，地质稳定性较好，其强度基本满足路基设计要求，局部地段为软弱土层，需要处理。另外，表层有20～30 cm种植土或腐植土，下层为低液限亚粘土、砂砾层，除局部地段软弱层需处理外，其他部分基本满足要求。
试验路段公路地处长白山支脉张广才岭的西北。由于地壳变化，形成多种地貌，具体分为低山丘陵区、山前漫岗区、平原区、洼地沼泽区。低山丘陵区土层厚薄不一，以暗棕色土壤为主，质地松疏，森林覆盖;山前漫岗区土质为坡积物及洪积物，有砾石、风化岩、黄砂土等;平原区为冲积平原和山前倾斜平原，呈不连贯地状分布，土质为坡积物及洪积物;洼地沼泽区主要分布于河流两侧地势低洼处，并常受江河洪水侵袭，地下水位较高且丰富，排水不畅，土质为冲积物，淤泥质亚粘土，通透性差。
水文地质条件有2种。
(1)地下水埋藏较深，地表无积水。
线位所经地带，大部为旱田和林地，地势较高，地面起伏较大，排水条件良好。
(2)地下水位埋藏较浅，地面无积水。
局部路段虽然地表无积水，但地下水位埋藏较浅，一般多发生在汇水面积较大，地势较缓的坡地局部区域，含水量较大，其形成主要原因为困山水所致，对填方路基不会产生直接影响，但挖方段应采用隔断措施。
不良地质路段有水田、湿地、水泡和鱼池等，表层大部分为淤泥质低液限粘土，地下水位高，含水量大，具有强冻胀性，易造成翻浆及冻结膨胀。湿地路段多分布在山地丘陵区的河谷和平原区的河谷泛滥区域低洼地带，周围排水不畅，其植被为苔草、塔头等沼泽植物，有机质呈海绵状积累，土质为腐植土、淤泥、泥炭土、淤泥质低液限粘土等。软土层厚度大多在0.4～2.0 m之间。水田路段，地表土质多为保水性强的粘土，受季节影响，其软土层含水量变化较大，厚度大多在0.3～1.1 m之间，鱼池、水泡由人工蓄水或天然积水而成，多分布在地势较低洼的河谷处，排水条件较差。
3 试验路段边坡土质试验及分析
3.1 现场取样与室内实验
首先，在试验路段土质路堑边坡上，按不同位置、层位、不同状态的土进行取样，对所取土样进行各项试验和数据采集，并分别对土的物理力学指标及随土的水分状态变化土的粘聚力和内摩擦角变化的关系进行了分析。
3.2 实验结果分析
通过室内一系列实验分析，得到一系列的实验结果和数据。
(1)路堑边坡土样物理力学指标。
路堑边坡土样的物理指标w、γ、wL、wP、IP及力学指标C、φ的测定值见表1所列。
注：该土名为：粉质低液限粘土
表2 抗剪强度指标实验数据
续表2
10.2 112 12.8 12.16 151 12.6 13.5 173 12.8 15.34 200 14.1 18.16 181 16.8 20.13 141 14.7 21.67 112 13.12 23.45 86.4 12.1 27.04 43.2 9.4 29.12 7.5 10.0
做了不同含水量的土样与抗剪强度指标粘聚力C、内摩擦角φ的一组试验，数据见表2所示，表3是含水量、粘聚力与内摩擦角关系的汇总表。
从内摩擦角与土的含水量状态关和粘聚力与土的含水状态关系可知，土的粘聚力和内摩擦角与土的含水量状态呈非线性关系，但他们都有一个共同的特点，当含水量较小时，土的粘聚力和内摩擦角随含水量的增加而增大，但当土的含水量超过18% ～20%时，随着含水量的增加，土的粘聚力和内摩擦角会迅速下降。这一现象和规律与土的含水量与密实度的关系相似，即当含水量较小时，密实度随含水量的增加而增大，这时土颗粒排列紧密而有较大的内摩擦角和粘聚力;当含水量超过一定数值后，密实度下降，内摩擦角和粘聚力也随之迅速降低。这就说明，在春融期间，边坡土体中的水分若不能及时排除，边坡土的抗剪强度会大大降低，当“水线”发育时，必然产生滑塌。
