农村公路路基病害及防治措施
2023-01-08李光富
李光富
(昭阳区地方公路管理段,云南 昭通 657000)
0 引言
农村公路因技术等级较低,加之设计与施工要求不严格,其路基容易产生一些病害,轻则影响公路的正常使用,严重时将威胁到通行安全。为保证村民安全、高效出行,使农村公路发挥促进农村地区经济发展的作用,需要对其路基病害的防治引起高度重视,针对填方路基与路堑,在明确病害类型及成因的基础上,探讨有效的防治措施。
1 农村公路填方路基病害与防治
农村公路填方路基常见病害包括:沉降、坡面滑溜、局部滑塌、滑坡(高边坡)等。为避免填方路基产生变形和破坏,使路基保持良好稳定,在设计中除了要满足各项规定,还要结合土体性质及所在地区的地质条件,按照实际情况进行处理[1]。
(1)当路基填土的直立性相对较好时,可适当增加填方边坡高度。当填高在30m 以内时,可结合基底实际承载力优先考虑折线形与阶梯形的边坡;当填高较小时,建议一坡到顶。对于边坡的坡度,需通过综合考虑填料性质及坡高等因素确定。为了使整个填方路基中的土体均能达到要求的压实度,在填筑过程中路基两侧都要有一定富余,在填筑到设计要求的标高后,还应做好整平等工作,同时防止受到地面水连续冲刷。
(2)对于存在湿陷性特点的土体,必须对排水引起足够的重视。填方路基会使原地面被分为两半,使原地表径流发生变化,若处理不当,将使填方路基坡脚受到严重冲刷。因此,若填方路基两侧有很大的汇水面积,则建议在坡脚位置增设合理的排水设施。另外,施工中也需要设立排水设施,以避免给路基填筑造成影响[2]。
(3)当农村公路处在黄土地区时,按照因地制宜的原则,其路基填料可选择黄土。黄土有新老之分,新黄土中有很多砂粒,是良好的路堤填料,但老黄土由于含有很多细颗粒,其透水性很差,所以不可在路床填筑中使用。当路堤采用不同种类的填料进行填筑时,则必须在施工中做好分层,填筑与碾压都必须分层进行,在没有特殊要求的情况下,将透水性相对较差的土填筑在下层,而透水性较好的应填筑在上层[3]。
(4)路堤填筑开始前,先清理路基施工范围内存在的障碍物与植被,并进行15cm 深以上的清表。清表时产生的土方可在边坡中利用,以促进护坡植物生长。很多地区都分布有大量坑穴,若填筑范围存在坑穴,且施工中未有效处理,将导致路堤产生较大沉陷。因此,在路堤填筑施工前,应做好坑穴检查与填补,并在填补完成后进行必要的补压。当检查发现路堤的基底存在软弱层时,应采取有效措施在填筑前处理,如采用合格的土体进行换填等,以提高基底强度与承载力,避免路基由于基底的问题产生病害。
(5)为避免填土发生湿陷,必须加强路基碾压,通过加强碾压,除了能减小路堤土体孔隙率,还能减弱毛细水上升,防止水对土体造成溶蚀。在碾压施工中必须对土体的含水量进行严格控制,在路堤填筑时需通过标准击实试验来确定最佳含水量,并保证填筑施工时实际含水量不超过最佳含水量-3%~+1%。此外,在施工中还需要根据最大干密度做好质量控制。
2 农村公路路堑边坡病害与防治
2.1 坡面剥落破坏
坡面剥落在农村公路中属于一种常见边坡变形现象,尽管不会引起整个坡体发生变形,但会对边沟造成很大危害,或导致其他类型的破坏,增大处理难度。如按照具体形态,可将坡面剥落病害分成下列四种:鱼鳞状、片状、层状与混合状。
2.2 坡面冲刷破坏
坡面冲刷一旦发生将造成水土流失现象,经过一段时间的冲刷,还会在坡面上形成冲沟或冲洞,导致坡肩由于冲刷产生坍塌,坡面由于冲刷产生串沟和跌水,坡脚由于冲刷而被掏空等。坡面冲刷和很多因素有关,如土层类型、岩性条件、区域地貌和水文。当土体较为松散时,往往抗冲刷能力较差,但如果坡面可以形成硬壳,则即便坡度很陡,也能起到一定程度的抑制冲刷作用,然而,若边坡处于径流较为集中的部位,则很容易产生冲沟。对于结构相对密实的边坡,当所受水流较为均匀时,会在埋藏位置产生若干细沟,坡面大多表现为显著条带,受到集中水流持续冲刷时,因埋藏位置的土层底部存在钙质结核,有很大的密度,所以可提供很强抗冲刷力,进而在小冲沟内产生跌水。
经调查可知,在土质相对松散,但结构层次清晰的边坡中,降雨量激增后,必然产生坡面冲刷现象;若边坡顶部存在倾向于公路路线方向的斜坡,则有可能产生低洼地,使汇水面积增加,引起严重的冲刷现象。坡面的坡度大小也会影响到坡面冲刷,比如,如果边坡的坡度小于1∶0.75,则冲刷程度最强,而如果坡度小于1∶1,则冲刷程度将明显减弱。除坡面坡度外,边坡形式也会影响坡面冲刷,以台阶式边坡为例,如果其上边沟堵塞,将导致上部水流对下部造成严重冲刷。基于此,在工程建设中,为避免坡面冲刷,需在保证边坡整体稳定性的前提下,尽量选择相对较陡的坡度,同时加强边坡顶部排水与边坡表面防护。
2.3 坡体崩坍破坏
坡体崩坍是指边坡土体在节理面上发生倒坍与下错,是斜坡的一种典型地质现象,由自然与人为因素共同作用引发,但地质条件是其发生的基本要素。经调查可知,以下情况相对容易产生该破坏:①斜坡坡度为55~75°,或有悬石及凹坎存在;②坡体土层节理较发育,且边坡陡峭,有显著的浸润及冲蚀等作用;③土层中夹杂的砂层发生严重剥蚀,坡体下部产生变形,对坡脚造成严重冲刷;④有垂直、构造及风化节理存在,边坡表面一旦直接暴露,各节理将很容易张开,受外界因素直接影响与扰动;⑤如果坡体的节理面倾向于公路的路线方向,则有可能产生顺层崩坍。对于坡脚坍塌,主要产生于湿陷性黄土,由于这种结构的坡体较为松散,且坡脚十分软弱,所以在受到水体冲刷及浸泡后,极易导致坡脚出现坍塌。坡体崩坍可能引起滑坡和大规模坍塌现象,给公路的安全使用造成极大威胁。
2.4 病害防治
(1)在农村公路工程选线之前必须开展详细的实地勘察,当发现有危害性相对较大或稳定性较差的山体时,首先要考虑避让,特别是在容易产生滑坡的段落;若危害性不大,或无法避让,则要采取有效的防护措施。
(2)水会对路基边坡自身稳定性与变形及其发展造成很大影响,对此应在工程设计过程中切实加强排水设计,尽快排除对路基及其边坡有危害的水体,严格遵循“近接远送”的基本原则,对形成的排水设施进行必要的加固处理,做好日常检查及维护,防止冲刷浸润及掏空。
(3)对于稳定性较差的山体,可通过适当的刷方来保证边坡整体稳定性。可通过挡土墙的设置来提高边坡整体稳定性;当存在滑坡体时,首先建议考虑刷方方案,必要时可采用设置抗滑桩的方法;而对于有崩塌风险的部位,应设置可靠的支撑结构,防止对路基造成危害。
(4)保证设计和施工的合理性是使路基边坡始终保持稳定的关键。无论是边坡形式、坡度、高度,还是排水是否设置平台,都和边坡破坏存在一定关系,对此要结合具体情况确保边坡设计和真实情况尽可能相符。另外,施工方法也会影响到边坡的稳定性,比如常用的爆破方法会使山体失稳,进而影响边坡及路基的稳定性。
(5)加强边坡表面的防护,对于新建公路,可通过铺设草皮或种植植被来减轻雨水冲刷;在容易产生冲刷现象的部位,可使用三合土进行坡面加固。
(6)在加强养护管理力度的同时做好雨季巡检,始终坚持预防为主的思路,选择适当时机开展彻底检修。在雨季,需严格执行三巡制,即在降雨前、降雨中和降雨后分别进行巡检,以免产生坍方等病害。除此之外,对路基边坡实际使用状况建立专门的资料档案,并通过相关分析确定何种因素的实际影响程度最大,进而为后续的设计与施工及养护工作提供参考指导。
3 结语
综上所述,农村公路中不论填方路基还是路堑都有可能出现一些病害,其中路堑病害的表现形式以边坡破坏为主,对此本文提出了路基病害防治方法,以保证农村公路路基的稳定性与安全性,可为相关人员提供参考。