单位文秘网 2021-08-31 09:06:41 点击: 次
【摘要】本文首先阐述了路基塌方、沉陷灾害特征,其次分析了路基塌方、沉陷灾害类型和致灾因素,最后详细介绍了山区公路路基塌方快速修复技术。
【关键词】公路路基;塌方沉陷;快速修复
目前我国公路领域的勘察、设计以及施工技术的研究是以公路建设阶段为主,对于路基塌方、沉陷修复技术还没有较为系统的研究。对山区公路路基塌方快速修复技术的研究就非常有必要。
1.路基塌方、沉陷灾害特征
路基的塌方、沉陷灾害特征有两种。一种属于渐进性,为下边坡推移式滑坡。推移式滑坡是指整个路堤向下滑动,推动坡体变形或破坏,路面会出现明显的下沉,并出现拉裂缝,这类灾害特征在调研过程中最为常见。
另一种属于突发性,如上边坡滑移或崩塌后掉落巨石砸损路基。突发性山区公路断道灾害因其发生突然、无明显征兆,常造成公路交通意外中断和人民生命财产损失,需重点防治。
2.路基塌方、沉陷灾害类型和致灾因素
2.1区域地质因素
(1)公路线路处于地震带上。地震是引发公路地质灾害的重要因素之一。地震力的作用下,公路边坡坡体承受的惯性力发生改变,破坏坡体平衡,直接触发了滑动和流动。另外,地震造成地表出现大量变形和裂缝,有利于降雨和融雪的渗透,减小了岩土体的力学强度指标,导致地下水的上升和径流条件的改变,为公路路基损毁创造了形成条件。
(2)公路路基位于滑坡体上。布置在老滑坡体上的山区公路很有可能会因老滑坡体的复活而塌方,引起老滑坡体复活的原因一般有坡体开挖、雨水、爆破振动等因素。
(3)地表径流的冲刷、浸泡及库区水位变化。江河、水库等地表水体的冲刷、侵蚀或浸泡岸坡,削弱坡体支撑或软化岩土体,降低破体强度,可能诱发路基沉降或塌方。
2.2气候条件
降水,特别是强降水和持续降雨,是诱发崩塌、滑坡、路基塌方/沉陷灾害的主要因素。雨水入渗可使路集中的细颗粒流失,并使土中应力状态发生变化,导致路基沉陷。若路基坡脚排水设施被淤堵,或未设置排水设施,水滞留在路界范围,长时间浸泡路基,水渗透到路基填土内部,造成路基变软,引起下沉。
2.3外部荷载
(1)不合理的人为工程活动 。忽视地质环境保护的大规模人类活动,如乱砍滥伐森林、无计划采石开矿与削坡修路、过量开采地下水、坡顶加载等均可能引发路基边坡失稳。
(2)风化作用。在边坡坡度、高度等条件相同时,岩石的风化程度越高,岩体就越破碎,发生地质灾害的可能性就越大。
(3)山区公路上边坡滑坡或崩塌落石。当山区公路上边坡发生较大规模滑坡或崩塌落石时,滑落或砸落在公路上的巨大体积岩土体会导致下部路基失稳,发生塌方或严重的地面沉降。
2.4地形条件和地基土质类型
(1)地形条件。斜坡的坡形与灾害的发生有着十分密切的关系。坡形方面,正向类的直线型和凸型斜坡较其它类型的斜坡更易发生滑坡和崩塌地质灾害;坡度方面,坡度大于60°易形成崩塌,随着坡度的减小,多发生滑坡;坡高方面,在其他条件相同的情况下,坡高越大对斜坡的稳定性越为不利;坡向方面,顺向斜坡中滑坡灾害的易发程度明显高于逆向斜坡。
(2)地基土质不良。当工程地质条件不良,原地面比较软弱时,若填筑前未经换土或压实不足,则填筑完成后,原地面土体易产生压缩下沉或挤压位移造成路基沉陷。
3.山区公路路基塌方快速修复新技术
常采用的快速修复技术有:锚杆(索)施工与锚固系统快速承载、微型桩临时抢险支护、土工合成材料、非开挖技术等。各种防治措施的适用条件见表1, 实际治理过程中应根据路基塌方沉陷类型、场地条件、地质条件、水流结构, 综合考虑技术可行、安全可靠、施工便利、有利环境及造价经济等因素,合理选用。下面是各种修复技术的介绍与浅析:
表1路基塌方沉陷快速修复技术分类表
修复技术适用条件材料结构形式设计计算方法施工工艺
快速锚固螺旋锚
在岩层和含大量砾卵石的土层中不适用;单锚抗拔力通常小于100KN钢铁树脂复合材料锚头
锚叶
锚杆螺旋锚数量根据固工程所锚固力和单锚锚固力确定装配、下锚、张紧 、监测
早强型
浆液不适宜宽大裂隙及受侵蚀的环境早强剂、速凝剂、减水剂、填料幂律流体正交试验灌浆强度值法
树脂锚
固剂适于刚性基体、 机械化作业树脂胶泥、固化剂全长锚固、
端头锚固拉拔力测试打眼、吹扫、顶入、搅拌
微型桩
适用于潜在滑面较缓的路基和边坡细石砼、加劲材料排或交叉
网状配置按受力模式对内力和外力进行计算成孔、清孔、 安放钢笼、注浆成桩
土工合成材料土工格栅
应用于支挡填土工程 , 墙高不宜大于10m填土、筋带材料加筋路堤和加筋土支挡结构连续介质法
结构性方法
铺设、搭接绑扎、摊铺上层路土、碾压
土工编
织袋挡墙、筑堤和修复路面土工布、填料全断面式、土心填筑式重力式挡墙装土、缝袋、摊铺、碾压
柔性管加筋
注浆砂砾石、 砂卵石地层注浆管、浆液注浆和加筋静压注浆场地定位、制浆、注浆
非开挖积水排除埋管、工具管地下管道顶管顶力、承载能力工作井、顶进、接收井
3.1片石混凝土挡墙
片石混凝土挡墙虽然费用较高,但施工速度快,结构强度高,目前设计计算以及施工技术成熟。
3.2土工编织袋挡墙
土工编织袋修筑的永久挡墙既使挡墙能快速发挥使用功能,降低挡墙施工安全风险,又能作为永久挡墙在应急抢险工程中使用。
3.3柔性加筋注浆快速回填技术
柔性加筋注浆技术是结合注浆和加筋两种加固效果的新技术。柔性加筋注浆的设计方法和施工工艺是在土体劈裂灌浆力学机理与能耗分析的基础上,结合柔性管加筋注浆试验研究和柔性加筋注浆的数值模拟而提出的。
3.4微型桩快速加固技术
微型桩的设计计算方法与施工工艺是采用微型桩加固边坡稳定性上限分析方法而开发的。微型桩桩顶常设置网格形钢筋混凝土联系梁联系各微型桩,以增大其整体力学性质。
3.5锚杆(索)施工与锚固系统快速承载技术
锚杆(索)加固路基边坡的简化设计方法是研究锚杆(索)加固边坡稳定性上限分析方法,分析弹性状态下锚杆位移变形和基于非线性Mohr-Coulomb强度准则下锚索极限抗拔力的基础上提出的,该技术通过螺旋锚\早强型浆液和树脂锚固剂等三类快速承载技术以及外锚结构物坡面加固技术来实现路基塌方沉陷的快速修复。
3.6土工合成材料在路基修复中的应用
土工合成材料在路基修复中的应用遵循基于上限分析理论的加筋路基简化设计方法。
方法通过土工合成材料加固路基边坡稳定性上限分析方法的研究, 结合室内试验和数值模拟分析而提出。
3.7基于非开挖的路基排水技术
非开挖设计与施工技术是指在不开挖地表的情况下,利用路基塌方沉陷快速勘察技术,对塌方沉陷区小流域范围内的地下排水管道进行检查、 修复以及疏通堵塞和积水排除,是一项环境友好的施工技术。
4.结束语
在掌握塌方、沉陷原因基础上,探究路基塌方、沉陷快速勘察与修复的方法与技术,可缩短由于塌方沉陷对交通造成的影响,减少带来的经济损失和社会影响,提高我国公路养护管理水平。
参考文献
[1]安爱军.水毁路基的稳定性及修复技术研究[D]中南大学:2008.
[2]杨水生.路基塌方沉陷快速修复技术探析[J]道路工程:2013.
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