论文部分内容阅读
摘要：山区公路灾害发生后，受限于地形因素，往往导致公路交通的中断，给区域社会经济造成较大影响。山区公路的路基塌方、沉陷灾害的主要致灾因素分为区域地质、气候条件、外部荷载以及地形条件和地基土质类型。国内外常用的道路路基损毁修复技术主要包括以桥代路，修筑挡墙及抗滑桩加固等。为实现快速抢通的目的，同时为保证永久性使用，还需研究新的施工方法和施工工艺。
关键词：山区公路挡墙抗滑桩路基修复
公路作为带状建筑物布设于地表，与其他建筑物一样，不可避免的要受到崩塌、滑坡、泥石流、路基塌方与沉陷等各类地质灾害的威胁。这些地质灾害往往导致公路交通受阻或中断，危及行人出行安全，造成人民生命和财产损失，增大养护费用和治理费用，成为影响社会生活秩序、制约地区经济交流和经济发展的不利因素，愈来愈受到各级政府和人民群众的关注。
1 路基塌方、沉陷灾害特征及致灾因素分析
山区公路路基边坡有两种形式：人工路基边坡和天然路基边坡。天然路基边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡，人们在不破坏天然边坡原始整体性和稳定性的基础上铺设公路及附属设施。人工路基边坡是人为修筑的，主要有填方路基、挖方路堑、半填半挖路基三种，填方路基又分为高填方路基和一般填方路基。填土路基不论填土高度的大小，其沉陷均由两部分组成：一是新填筑路基下的原始地基在自重压力或附加压力作用下的沉陷；二是新填土的自沉。
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。
1.1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。在地震力的作用下，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。另一方面，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，因此当无法避免的遇到该类情况时，应采取一定的手段对老滑坡体进行整治。
3） 地表径流的冲刷、浸泡及库区水位变化
河谷岸坡因水流冲刷而使斜坡变高、变陡，不利于斜坡的稳定。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。冲刷还可使坡脚和滑动面临空，易导致滑动。
1.2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。
1.3外部荷载
1） 不合理的人为工程活动
2） 风化作用
3） 山区公路上边坡滑坡或崩塌落石
1.4地形条件和地基土质类型
1） 地形条件
就地质灾害的易发程度而言，不同的地貌单元类型存在很大差异，即斜坡的坡形与灾害的发生有着十分密切的关系。表征斜坡坡形特点的要素包括坡型、坡度、坡高和坡向四个方面。
a. 坡型要素
公路沿线斜坡的坡面形态可划分为两类四型。两类是指正向类和负向类；四型是指正向类的直线型和凸型，负向类的阶梯型和凹形。其它如凹凸形、凸凹形或波形等为以上四种基本形态的组合。
b. 坡度要素
斜坡坡度要素在滑坡地质灾害发生的过程中具有重要的作用，甚至有很明显的控制作用。斜坡坡度的不同不仅影响坡体内部原来已有或潜在的滑动面剩余滑动力的大小，还在很大程度上决定了滑坡的变形破坏机制。随着坡度的增大，坡面附近应力带的范围随着增大，坡脚应力集中程度同样随之提高，即斜坡坡度的变化明显影响斜坡体内部的应力分布状态。对土质边坡研究表明，当固定坡高不变时，改变坡度，安全系数随着坡度的增大而减小，安全系数随着坡度变化呈现对数关系变化规律。由此说明坡度对土质边坡的稳定性影响很大，坡度越大，其安全系数越小。即坡度的增大提高了斜坡临空的危势和内部应力，导致斜坡易于发生变形破壞。通常情况下，坡度大于 60°易形成崩塌，随着坡度的减小，多发生滑坡。但是，斜坡的坡度与斜坡稳定性之间并非简单的线性关系，而且坡度对斜坡稳定性的控制作用几乎总是与坡高、岩土体组合、坡体内部结构等因素共同作用。
c. 坡高因素
斜坡坡高虽然不会改变斜坡内部的应力分布状态，但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。据资料显示。
d. 坡向因素
坡向因素对地质灾害具有一定的影响，尤其与滑坡灾害的发生关系密切。
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。地基中土层的厚度对路基沉陷有一定的影响，若土层较厚，则发生路基沉陷的可能性就大，若土层较薄，发生沉降的可能性就会小。
2 公路路基损毁修复技术应用及研究现状
公路路基损毁后的修复一般分两步：首先是损毁路基的处理，路基发生明显沉降或滑移时，应将弱软土地基换填后夯实；地基处理后使用各类加固结构如挡土墙、抗滑桩、锚固结构对修复后的路基边坡进行加固处理。
目前国内外常用的道路路基损毁修复技术有架设钢桥，钢结构临时高架，浇筑整体混凝土板，挡墙加固，预应力锚索加固，浆砌块石加固，钢筋石笼加固，钢管桩、抗滑桩加固，预应力空心管桩加固，机械清除，桥梁复位，桥梁加固等。 路基边坡一般修复技术总结如下：
1）利用原有地基修复
利用一部分残留的地基，重新开挖一部分路基或降低道路标高，在已稳定的崩塌土壤上构筑道路。
2）用袋装土抢修
用草袋修补路基，先将塌下的积土底部平整夯实，再将草袋装满砂土。分层交错的堆积，使其有 3：1 的边坡，并用直经 5cm，长 lm 的木桩将各草袋贯穿固定，然后再在顶上铺厚 15～20cm 土壤并夯实，也可以采用砾石或碎石铺筑路面。
3）用木板（或圆木）修补路基
这种方法在横坡较陡时采用.使用该法时，先在路基坡脚处打入固定桩，桩距为 1m～2m，桩头向内倾斜，然后设置控制桩，并用铁丝将固定桩连接在控制桩上，最后再沿固定桩密集设置圆木，同时填土夯实。
4）以桥代路
在悬崖陡壁路段，路基被毁后，重新开挖或填筑路基极其困难时，可直接架设桥梁。
5）修筑挡墙
挡墙作为道路的重要构筑物，为道路提供可靠的支挡及防护左右。这种方式因其一般能够就地取材，所以被广泛采用。
目前国内公路抢修大多基于传统的公路建设的施工方法进行，一般情况下是先进行塌方体的清理，再做基础、垫层，将片石（碎石土）回填，最后浇筑路面。在出现紧急情况，急需将公路抢通，需大量调运抢修机械及人力物力进行加强作业。也可采用公路抢修制式器材，如组装式钢架桥、英制贝雷式钢桥等，这种方法速度很快，可以很快恢复临时通车，但却不是永久性措施。采用修筑挡墙支护路基方式，虽然解决了永久性通车问题，却因工序多、难以机械化而导致施工速度非常缓慢。因此，为实现快速抢通的目的，同时为保证永久性使用，还需研究新的施工方法和施工工艺。
参考文献
[1] 高速公路路堑高边坡防护与加固研究[D]. 上海. 同济大学， 2003.
[2] 李海光. 新型支挡结构设计与工程实例[M]. 北京：人民交通出版社. 2003. 10.
[3] 巨能攀，赵建军，邓辉，黄润秋. 公路高边坡稳定性评价及支护优化设计[J]. 岩石力学与工程学报，2009，06：1152-1161.
[5] 中华人民共和国行业标准. 公路路基設计规范（JTGD30-2004）. 北京：人民交通出版社，2004.
[6] 《工程地质手册》编写委员会. 工程地质手册（第三版）. 北京：中国建筑工业出版社，1992.
关键词：山区公路挡墙抗滑桩路基修复
公路作为带状建筑物布设于地表，与其他建筑物一样，不可避免的要受到崩塌、滑坡、泥石流、路基塌方与沉陷等各类地质灾害的威胁。这些地质灾害往往导致公路交通受阻或中断，危及行人出行安全，造成人民生命和财产损失，增大养护费用和治理费用，成为影响社会生活秩序、制约地区经济交流和经济发展的不利因素，愈来愈受到各级政府和人民群众的关注。
1 路基塌方、沉陷灾害特征及致灾因素分析
山区公路路基边坡有两种形式：人工路基边坡和天然路基边坡。天然路基边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡，人们在不破坏天然边坡原始整体性和稳定性的基础上铺设公路及附属设施。人工路基边坡是人为修筑的，主要有填方路基、挖方路堑、半填半挖路基三种，填方路基又分为高填方路基和一般填方路基。填土路基不论填土高度的大小，其沉陷均由两部分组成：一是新填筑路基下的原始地基在自重压力或附加压力作用下的沉陷；二是新填土的自沉。
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。
1.1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。在地震力的作用下，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。另一方面，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，因此当无法避免的遇到该类情况时，应采取一定的手段对老滑坡体进行整治。
3） 地表径流的冲刷、浸泡及库区水位变化
河谷岸坡因水流冲刷而使斜坡变高、变陡，不利于斜坡的稳定。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。冲刷还可使坡脚和滑动面临空，易导致滑动。
1.2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。
1.3外部荷载
1） 不合理的人为工程活动
2） 风化作用
3） 山区公路上边坡滑坡或崩塌落石
1.4地形条件和地基土质类型
1） 地形条件
就地质灾害的易发程度而言，不同的地貌单元类型存在很大差异，即斜坡的坡形与灾害的发生有着十分密切的关系。表征斜坡坡形特点的要素包括坡型、坡度、坡高和坡向四个方面。
a. 坡型要素
公路沿线斜坡的坡面形态可划分为两类四型。两类是指正向类和负向类；四型是指正向类的直线型和凸型，负向类的阶梯型和凹形。其它如凹凸形、凸凹形或波形等为以上四种基本形态的组合。
b. 坡度要素
斜坡坡度要素在滑坡地质灾害发生的过程中具有重要的作用，甚至有很明显的控制作用。斜坡坡度的不同不仅影响坡体内部原来已有或潜在的滑动面剩余滑动力的大小，还在很大程度上决定了滑坡的变形破坏机制。随着坡度的增大，坡面附近应力带的范围随着增大，坡脚应力集中程度同样随之提高，即斜坡坡度的变化明显影响斜坡体内部的应力分布状态。对土质边坡研究表明，当固定坡高不变时，改变坡度，安全系数随着坡度的增大而减小，安全系数随着坡度变化呈现对数关系变化规律。由此说明坡度对土质边坡的稳定性影响很大，坡度越大，其安全系数越小。即坡度的增大提高了斜坡临空的危势和内部应力，导致斜坡易于发生变形破壞。通常情况下，坡度大于 60°易形成崩塌，随着坡度的减小，多发生滑坡。但是，斜坡的坡度与斜坡稳定性之间并非简单的线性关系，而且坡度对斜坡稳定性的控制作用几乎总是与坡高、岩土体组合、坡体内部结构等因素共同作用。
c. 坡高因素
斜坡坡高虽然不会改变斜坡内部的应力分布状态，但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。据资料显示。
d. 坡向因素
坡向因素对地质灾害具有一定的影响，尤其与滑坡灾害的发生关系密切。
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。地基中土层的厚度对路基沉陷有一定的影响，若土层较厚，则发生路基沉陷的可能性就大，若土层较薄，发生沉降的可能性就会小。
2 公路路基损毁修复技术应用及研究现状
公路路基损毁后的修复一般分两步：首先是损毁路基的处理，路基发生明显沉降或滑移时，应将弱软土地基换填后夯实；地基处理后使用各类加固结构如挡土墙、抗滑桩、锚固结构对修复后的路基边坡进行加固处理。
目前国内外常用的道路路基损毁修复技术有架设钢桥，钢结构临时高架，浇筑整体混凝土板，挡墙加固，预应力锚索加固，浆砌块石加固，钢筋石笼加固，钢管桩、抗滑桩加固，预应力空心管桩加固，机械清除，桥梁复位，桥梁加固等。 路基边坡一般修复技术总结如下：
1）利用原有地基修复
利用一部分残留的地基，重新开挖一部分路基或降低道路标高，在已稳定的崩塌土壤上构筑道路。
2）用袋装土抢修
用草袋修补路基，先将塌下的积土底部平整夯实，再将草袋装满砂土。分层交错的堆积，使其有 3：1 的边坡，并用直经 5cm，长 lm 的木桩将各草袋贯穿固定，然后再在顶上铺厚 15～20cm 土壤并夯实，也可以采用砾石或碎石铺筑路面。
3）用木板（或圆木）修补路基
这种方法在横坡较陡时采用.使用该法时，先在路基坡脚处打入固定桩，桩距为 1m～2m，桩头向内倾斜，然后设置控制桩，并用铁丝将固定桩连接在控制桩上，最后再沿固定桩密集设置圆木，同时填土夯实。
4）以桥代路
在悬崖陡壁路段，路基被毁后，重新开挖或填筑路基极其困难时，可直接架设桥梁。
5）修筑挡墙
挡墙作为道路的重要构筑物，为道路提供可靠的支挡及防护左右。这种方式因其一般能够就地取材，所以被广泛采用。
目前国内公路抢修大多基于传统的公路建设的施工方法进行，一般情况下是先进行塌方体的清理，再做基础、垫层，将片石（碎石土）回填，最后浇筑路面。在出现紧急情况，急需将公路抢通，需大量调运抢修机械及人力物力进行加强作业。也可采用公路抢修制式器材，如组装式钢架桥、英制贝雷式钢桥等，这种方法速度很快，可以很快恢复临时通车，但却不是永久性措施。采用修筑挡墙支护路基方式，虽然解决了永久性通车问题，却因工序多、难以机械化而导致施工速度非常缓慢。因此，为实现快速抢通的目的，同时为保证永久性使用，还需研究新的施工方法和施工工艺。
参考文献
[1] 高速公路路堑高边坡防护与加固研究[D]. 上海. 同济大学， 2003.
[2] 李海光. 新型支挡结构设计与工程实例[M]. 北京：人民交通出版社. 2003. 10.
[3] 巨能攀，赵建军，邓辉，黄润秋. 公路高边坡稳定性评价及支护优化设计[J]. 岩石力学与工程学报，2009，06：1152-1161.
[5] 中华人民共和国行业标准. 公路路基設计规范（JTGD30-2004）. 北京：人民交通出版社，2004.
[6] 《工程地质手册》编写委员会. 工程地质手册（第三版）. 北京：中国建筑工业出版社，1992.