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【摘要】针对广西地区的特殊地质环境,存在着不同的地质灾害,对公路存在着巨大的危害,本文针对广西公路路基施工中常见的病害,简述病害原理,提出处理措施。
【关键字】路基排水 路基破坏 防护
【 abstract 】 in the region of guangxi special geological environment, there are different geological disasters, on the highway there is enormous harm, this paper guangxi highway subgrade construction of common diseases, this paper describes the principle of disease and propose treatment measures.
【 key words 】 roadbed drainage roadbed damage protection
中图分类号:S276文献标识码:A 文章编号:
广西属中亚热带季风气候,境内气候温和,雨量充沛,无霜期长,四季分明且雨热基本同季,气候条件十分优越。年平均气温为18•9 C。8月最热,月平均气温为23 C,1月最冷,月平均气温15•6 C,年平均相对湿度为73~79%。自然区划属于东南湿热区IV6,该区雨量充沛集中,雨型季节性强,台风暴雨多,水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害,路面结构应结合排水系统进行设计。该区水稻田多,土基湿软,强度低,必须认真处理。由于气温高、热季长,要注意黑色面层材料的热稳定性和防透水性。
广西地质灾害的主要灾种有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷。根据统计表明,滑坡、崩塌、泥石流的发生基本都与降雨有关,特别是与暴雨、大暴雨或连续数天的大雨以上的持续降雨等强降雨有关。每年汛期,特别是各地连续遭到强降雨天气时,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,个别地区达数百甚至上千起。地面塌陷则往往是在干旱季节,或地下水水位暴涨暴落时发生。为此,公路路基施工过程须慎重考虑路基的排水功能。
因广西的具体情况并结合施工现场所见,本人总结出路基排水施工相关措施,其中重要措施之一即是桥涵的设置及病害防治。
涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的60 ~70 ,平原地区,每公里约有1~3座;山岭重丘区,每公里平均约有4~6座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的4O 左右。随着国民经济的飞速发展,公路交通运输任务日益繁重,涵洞作为公路的基本构筑物,在大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和车辆荷载作用下易产生病害,使其功能性及安全度有所降低,对公路的正常安全通行造成威胁,甚至会给社会经济和人民生命财产造成重大危害。
施工过程中,发现有涵洞口、洞内淤塞病害的涵洞以圆管涵为主,亦有少部分盖板涵也存在此类病害。涵洞进出水口有植物生长、淤积泥砂堵塞涵洞口,影响涵洞的过水能力,洞内淤泥淤砂且有积水,实际过水能力减小。个别涵洞淤塞较严重,涵内淤塞泥砂达1.6m,严重影响了涵洞的过水能力。部分涵洞存在洞口翼墙病害,且以盖板涵为主,主要为墙体上部水平裂缝、斜裂缝,少量中部竖向裂缝或与涵台脱开。墙体上部水平裂缝、斜裂缝特征表现为:上宽下窄,裂缝宽度一般不超过0.15mm.涵身施工接缝处主要病害为开裂和渗水,由于结构及施工方法的差异,此类病害比较普遍,在圆管涵与盖板涵中特征有所不同,圆管涵中此类病害主要表现为涵洞管节施工接缝处填缝料落、施工接缝过宽且未封闭,部分涵洞管节接缝处存在渗水、渗砂现象。个别涵洞由于施工接缝过宽,且缝内无防水材料从而产生空洞,可见路基填土。病害原因系本身施工质量不良或涵洞部分节段的地基较薄弱,导致各节段问不均匀沉降,引起施工接缝开裂、错台;涵洞节段施工接缝过大,防水处理有缺陷。约有2O 的涵洞混凝土结构外观较差,主要表现为圆管涵管内壁和盖板涵盖板底部局部混凝土表面粗糙不平、蜂窝麻面、破损、剥落露筋。这种病害在混凝土结构物中较为常见,主要是由于混凝土施工质量差所致,钢筋保护层厚度不够且混凝土振捣不密实,以至混凝土内钢筋锈蚀,体积产生膨胀,造成锈蚀钢筋周围混凝土剥落。针对以上病害,相关的病害处理方法有以下具体措施:
1 涵洞口、洞内淤塞处理:及时清除洞口洞内淤积的泥砂,以增加过水断面,在进出水口设置沉砂井来防止泥砂淤积,疏通洞口附近排水通道,使洞口铺砌于上下游水槽平顺合适。降低出水口的标高,以利于洞内积水的排出,并加强日常养护,尤其在台风等强对流天气过后。
2 施工接缝病害处理:对施工接缝脱开的管节用干燥麻絮浸透沥青后填实封闭,及时将涵顶路基填土空洞填实;对接缝错台、开裂的涵洞进行监测,对于病害严重且有进一步发展趋势的涵洞节段进行地基压浆补强,提高地基承载能力修复存在破损的路面,完善路面防排水系统,对涵台身进行防排水处理,增设泄水设施。
3 混凝土裂缝处理:修补混凝土结构裂缝的目的在于使结构恢复因开裂而降低的功能,保证结构的耐久性。对于一般较细的裂缝,对梁的强度影响不大。当裂缝较多且宽度较大时,梁的刚度要相应降低,同时钢筋受有害介质的侵蚀,结构物的寿命也要缩短。所以钢筋混凝土构件,应视裂缝的大小,分别采用采用下列方法处理:
(1)裂缝宽度 ≤O.2mm时应进行封闭处理,一般涂刷水玻璃或环氧树脂胶。
(2)裂缝断度 >O.2mm时应采用压力灌浆法或注环氧树脂胶。
除以上问题,此外,施工过程中及公路投入使用后经常会出现边坡破坏和边坡坍塌现象,特别是多雨季地区,广西公路于这方面表现很突出,因此,施工过程中要特别重视此问题。
1 路基边坡破坏
主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质,路基高度,路基压实度有关。在日常大气降水和风化作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如平常不注意养护或养护不到位,日积月累,逐年扩大。加上冬季积雪,造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。同时,高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水,也会冲刷坡脚。因此,对土质路基来说,边坡坡脚是边坡的最薄弱环节,应加强养护。
2 路基边坡坍塌
一般分为三类;滑动型、落石型、流动型坍塌。这三类情况可单独存在,也可同时在一种情况中出现。滑动型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性,当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。落石型坍塌,一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的短块。裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。由于渗水,反复冻融,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用,最终造成坍塌。一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层,更易发生落石现象,此类破坏形式,对行车安全构成很大威胁,必须严格控制。在日常养护中,应加强巡视,尽早发现,提前处置。流动型坍塌,为砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,由于大雨冲刷,产生流动,造成坍塌。下雨造成的坍塌,多为这类坍塌,在日常养护中很容易发现,应及时处置。
由以上问题,在边坡防护施工过程中,既要做好坡面防护和排水防水的工作、控制好水的问题,又要结合设计图,根据地质条件、岩体性质、岩层状况,边坡高度,做好边坡坡面施工工作,其中,边坡防护常用措施有:
1 坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性。因此,我国公路网中的干、支线公路,非常重视坡面防护。坡面防护包括植物防护和工程防护,当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基边坡防护。施工必须适时,稳定,防止雨水、气温、风沙作用破坏边坡的坡面。
2 工程防护
工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进,有一定的施工难度。注意,在施工前,应将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护,由于使用年限短,现在的高速公路很少使用。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,既能起到防护作用又能起到绿化效果,可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护,适用于边坡易风化,裂隙和节理发育,坡面不完整的岩石边坡。其主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水和坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压,防止边坡继续风化,保护边坡不发生坍塌。为了防止水泥混凝土硬化收缩,产生裂缝和剥落现象的发生,在喷射混凝土前,一般用菱形金属网或高强度土工格栅,通过锚杆固定到边坡上。
总之,搞好公路建设,确保路基稳定、安全、搞好环境保护,要深入了解现场,针对不同的工程土质、水文、气候等特点设计灵活的防护形式,并加强施工管理,这样,才能建设—条安全之路、生态之路、人文之路。
参考文献:
[1] 中华人民共和国交通部,《公路路基设计规范》(JTG D30-2004),人民交通出版社。
[2]黄建明.浅析高速公路路基边坡防护的施工——以甬金分离立交桥6#、7#墩施工为例[J].科技创新导报,2009,(2).
[3]钮震雨,余俊美.浅探公路工程质量通病及其预控措施[J].江西建材,2007,(4).
[4]于跃,王慧贤,安震.高速公路路基边坡防护浅析[J].黑龙江交通科技,2007,(12)
注:文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键字】路基排水 路基破坏 防护
【 abstract 】 in the region of guangxi special geological environment, there are different geological disasters, on the highway there is enormous harm, this paper guangxi highway subgrade construction of common diseases, this paper describes the principle of disease and propose treatment measures.
【 key words 】 roadbed drainage roadbed damage protection
中图分类号:S276文献标识码:A 文章编号:
广西属中亚热带季风气候,境内气候温和,雨量充沛,无霜期长,四季分明且雨热基本同季,气候条件十分优越。年平均气温为18•9 C。8月最热,月平均气温为23 C,1月最冷,月平均气温15•6 C,年平均相对湿度为73~79%。自然区划属于东南湿热区IV6,该区雨量充沛集中,雨型季节性强,台风暴雨多,水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害,路面结构应结合排水系统进行设计。该区水稻田多,土基湿软,强度低,必须认真处理。由于气温高、热季长,要注意黑色面层材料的热稳定性和防透水性。
广西地质灾害的主要灾种有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷。根据统计表明,滑坡、崩塌、泥石流的发生基本都与降雨有关,特别是与暴雨、大暴雨或连续数天的大雨以上的持续降雨等强降雨有关。每年汛期,特别是各地连续遭到强降雨天气时,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,个别地区达数百甚至上千起。地面塌陷则往往是在干旱季节,或地下水水位暴涨暴落时发生。为此,公路路基施工过程须慎重考虑路基的排水功能。
因广西的具体情况并结合施工现场所见,本人总结出路基排水施工相关措施,其中重要措施之一即是桥涵的设置及病害防治。
涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的60 ~70 ,平原地区,每公里约有1~3座;山岭重丘区,每公里平均约有4~6座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的4O 左右。随着国民经济的飞速发展,公路交通运输任务日益繁重,涵洞作为公路的基本构筑物,在大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和车辆荷载作用下易产生病害,使其功能性及安全度有所降低,对公路的正常安全通行造成威胁,甚至会给社会经济和人民生命财产造成重大危害。
施工过程中,发现有涵洞口、洞内淤塞病害的涵洞以圆管涵为主,亦有少部分盖板涵也存在此类病害。涵洞进出水口有植物生长、淤积泥砂堵塞涵洞口,影响涵洞的过水能力,洞内淤泥淤砂且有积水,实际过水能力减小。个别涵洞淤塞较严重,涵内淤塞泥砂达1.6m,严重影响了涵洞的过水能力。部分涵洞存在洞口翼墙病害,且以盖板涵为主,主要为墙体上部水平裂缝、斜裂缝,少量中部竖向裂缝或与涵台脱开。墙体上部水平裂缝、斜裂缝特征表现为:上宽下窄,裂缝宽度一般不超过0.15mm.涵身施工接缝处主要病害为开裂和渗水,由于结构及施工方法的差异,此类病害比较普遍,在圆管涵与盖板涵中特征有所不同,圆管涵中此类病害主要表现为涵洞管节施工接缝处填缝料落、施工接缝过宽且未封闭,部分涵洞管节接缝处存在渗水、渗砂现象。个别涵洞由于施工接缝过宽,且缝内无防水材料从而产生空洞,可见路基填土。病害原因系本身施工质量不良或涵洞部分节段的地基较薄弱,导致各节段问不均匀沉降,引起施工接缝开裂、错台;涵洞节段施工接缝过大,防水处理有缺陷。约有2O 的涵洞混凝土结构外观较差,主要表现为圆管涵管内壁和盖板涵盖板底部局部混凝土表面粗糙不平、蜂窝麻面、破损、剥落露筋。这种病害在混凝土结构物中较为常见,主要是由于混凝土施工质量差所致,钢筋保护层厚度不够且混凝土振捣不密实,以至混凝土内钢筋锈蚀,体积产生膨胀,造成锈蚀钢筋周围混凝土剥落。针对以上病害,相关的病害处理方法有以下具体措施:
1 涵洞口、洞内淤塞处理:及时清除洞口洞内淤积的泥砂,以增加过水断面,在进出水口设置沉砂井来防止泥砂淤积,疏通洞口附近排水通道,使洞口铺砌于上下游水槽平顺合适。降低出水口的标高,以利于洞内积水的排出,并加强日常养护,尤其在台风等强对流天气过后。
2 施工接缝病害处理:对施工接缝脱开的管节用干燥麻絮浸透沥青后填实封闭,及时将涵顶路基填土空洞填实;对接缝错台、开裂的涵洞进行监测,对于病害严重且有进一步发展趋势的涵洞节段进行地基压浆补强,提高地基承载能力修复存在破损的路面,完善路面防排水系统,对涵台身进行防排水处理,增设泄水设施。
3 混凝土裂缝处理:修补混凝土结构裂缝的目的在于使结构恢复因开裂而降低的功能,保证结构的耐久性。对于一般较细的裂缝,对梁的强度影响不大。当裂缝较多且宽度较大时,梁的刚度要相应降低,同时钢筋受有害介质的侵蚀,结构物的寿命也要缩短。所以钢筋混凝土构件,应视裂缝的大小,分别采用采用下列方法处理:
(1)裂缝宽度 ≤O.2mm时应进行封闭处理,一般涂刷水玻璃或环氧树脂胶。
(2)裂缝断度 >O.2mm时应采用压力灌浆法或注环氧树脂胶。
除以上问题,此外,施工过程中及公路投入使用后经常会出现边坡破坏和边坡坍塌现象,特别是多雨季地区,广西公路于这方面表现很突出,因此,施工过程中要特别重视此问题。
1 路基边坡破坏
主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质,路基高度,路基压实度有关。在日常大气降水和风化作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如平常不注意养护或养护不到位,日积月累,逐年扩大。加上冬季积雪,造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。同时,高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水,也会冲刷坡脚。因此,对土质路基来说,边坡坡脚是边坡的最薄弱环节,应加强养护。
2 路基边坡坍塌
一般分为三类;滑动型、落石型、流动型坍塌。这三类情况可单独存在,也可同时在一种情况中出现。滑动型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性,当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。落石型坍塌,一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的短块。裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。由于渗水,反复冻融,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用,最终造成坍塌。一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层,更易发生落石现象,此类破坏形式,对行车安全构成很大威胁,必须严格控制。在日常养护中,应加强巡视,尽早发现,提前处置。流动型坍塌,为砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,由于大雨冲刷,产生流动,造成坍塌。下雨造成的坍塌,多为这类坍塌,在日常养护中很容易发现,应及时处置。
由以上问题,在边坡防护施工过程中,既要做好坡面防护和排水防水的工作、控制好水的问题,又要结合设计图,根据地质条件、岩体性质、岩层状况,边坡高度,做好边坡坡面施工工作,其中,边坡防护常用措施有:
1 坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性。因此,我国公路网中的干、支线公路,非常重视坡面防护。坡面防护包括植物防护和工程防护,当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基边坡防护。施工必须适时,稳定,防止雨水、气温、风沙作用破坏边坡的坡面。
2 工程防护
工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进,有一定的施工难度。注意,在施工前,应将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护,由于使用年限短,现在的高速公路很少使用。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,既能起到防护作用又能起到绿化效果,可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护,适用于边坡易风化,裂隙和节理发育,坡面不完整的岩石边坡。其主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水和坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压,防止边坡继续风化,保护边坡不发生坍塌。为了防止水泥混凝土硬化收缩,产生裂缝和剥落现象的发生,在喷射混凝土前,一般用菱形金属网或高强度土工格栅,通过锚杆固定到边坡上。
总之,搞好公路建设,确保路基稳定、安全、搞好环境保护,要深入了解现场,针对不同的工程土质、水文、气候等特点设计灵活的防护形式,并加强施工管理,这样,才能建设—条安全之路、生态之路、人文之路。
参考文献:
[1] 中华人民共和国交通部,《公路路基设计规范》(JTG D30-2004),人民交通出版社。
[2]黄建明.浅析高速公路路基边坡防护的施工——以甬金分离立交桥6#、7#墩施工为例[J].科技创新导报,2009,(2).
[3]钮震雨,余俊美.浅探公路工程质量通病及其预控措施[J].江西建材,2007,(4).
[4]于跃,王慧贤,安震.高速公路路基边坡防护浅析[J].黑龙江交通科技,2007,(12)
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