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        淺析山區(qū)公路路基變形破壞特征及處治措施

        2014-12-30 04:33:20梁勇強(qiáng)覃冷
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年3期
        關(guān)鍵詞:公路路基

        梁勇強(qiáng) 覃冷

        摘 要:通過對(duì)重慶市綦江趕水段的公路地質(zhì)背景、基本特征的分析,歸結(jié)出山區(qū)公路的變形破壞機(jī)制特征。此類公路路基在廣大的山區(qū)廣泛分布,特別是西南地區(qū)的公路中具有較強(qiáng)的代表性,對(duì)此類路基變形破壞的成因機(jī)制和變形破壞特征的研究可以為預(yù)防、治理此類路基變形的不良地質(zhì)現(xiàn)象提供地質(zhì)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:公路路基;變形破壞;處治措施

        1 引言

        2010年9月,重慶市綦江縣趕水某公路出現(xiàn)變形,公路外側(cè)條石擋墻出現(xiàn)外鼓、開裂等現(xiàn)象。此事嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐墓方煌ㄟ\(yùn)營(yíng),將造成公路破壞及威脅斜坡下方村民生命財(cái)產(chǎn)的安全,同時(shí)引起相關(guān)部門高度重視。

        此類公路路基變形在廣大的山區(qū)、特別是西南地區(qū)的城鎮(zhèn)、交通線路廣為分布。因此,認(rèn)識(shí)此類路基變形的形成機(jī)制和變形破壞特征對(duì)該地區(qū)交通規(guī)劃建設(shè)具有較大的指導(dǎo)意義。

        2 地質(zhì)背景

        2.1 氣象水文

        綦江縣屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),降雨量充沛,多年平均氣溫17.8~18.6°C,多年平均相對(duì)濕度79%~81%,絕對(duì)濕度17.1~18.2毫巴。多年平均降水量1022mm,多年平均日最大降水量為100mm,一年中降水多集中在夏季的7~9月,約占全年降水總量的70.4%。

        2.2 地形地貌

        工程區(qū)屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌,總體地勢(shì)北西高南東低,公路高程247.18-248.04m之間,相對(duì)高差0.83m。地形坡角一般為1-2°,外側(cè)擋墻高5-6m,為條石擋墻,擋墻近直立。

        2.3 地質(zhì)構(gòu)造

        工程區(qū)位于明月峽背斜南西翼,巖層產(chǎn)狀260°∠5°,巖體中發(fā)育有構(gòu)造裂隙兩組:L1組:產(chǎn)狀58°∠78°,延伸長(zhǎng)度1.5-2.5m,寬度3-5mm,多無充填,少數(shù)裂隙充填泥質(zhì),該組裂隙發(fā)育間距1.50m。L2組:產(chǎn)狀158°∠68°,延伸較長(zhǎng),寬度5-10mm,裂隙多張開無充填,裂面平直光滑,該組裂隙連通性較好,該組裂隙發(fā)育間距1.5-2.5m。兩組構(gòu)造裂隙裂面未見泥化夾層分布,結(jié)構(gòu)面較平直,無膠結(jié),充填泥質(zhì),結(jié)合差,屬硬性結(jié)構(gòu)面。

        2.4 地層巖性

        工程區(qū)出露地層有有第四系全新統(tǒng)人工堆積層(Q4ml)、殘坡積層(Q4el+dl)及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)地層。

        2.5 水文地質(zhì)條件

        工程區(qū)地下水主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。接受大氣降雨補(bǔ)給。場(chǎng)地第四系土層主要為素填土,土層透水性、賦水性好,雨季含水一定量地下,但儲(chǔ)存時(shí)間較短,由于其透水性較好,隨著時(shí)間推移地下水沿場(chǎng)地南東側(cè)斜坡低處排泄。工程區(qū)基巖為泥巖、砂巖,泥巖為相對(duì)隔水層,地下水主要存儲(chǔ)于其強(qiáng)風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙中,沿斜坡低處排泄,水量小,砂巖屬相對(duì)透水巖性,場(chǎng)地為斜坡地形,地形坡度較陡,地下水多沿斜坡前緣排泄,地下水儲(chǔ)存條件較差。

        3 路基變形的基本特征

        3.1 變形特征

        該段公路目前發(fā)現(xiàn)公路路面出現(xiàn)變形跡象,變形路段長(zhǎng)度約80m。主要表現(xiàn)在路面開裂,裂縫張開寬度3-10cm,平面上呈弧形;公路路面下沉,約2-3cm;公路外側(cè)即南東側(cè)條石擋墻出現(xiàn)外鼓、開裂等現(xiàn)象(詳見圖1公路平面示意圖)。

        圖1 公路平面示意圖

        3.2 形成機(jī)制分析

        工程區(qū)原始地貌為斜坡地形,地形坡度較陡。210國(guó)道修建時(shí)在該路段進(jìn)行回填,形成填方邊坡,高度約5m左右,邊坡采用條石擋墻支擋,該擋墻底寬90cm,頂寬約50cm,擋墻基礎(chǔ)埋置于強(qiáng)風(fēng)化泥巖中。公路后緣為排水溝,為簡(jiǎn)易排水溝,目前已被后緣坡體堆積物堵塞。近年來每遇暴雨公路均有不同程度的變形。經(jīng)分析:(1)后緣排水溝排水不通暢,在遇到暴雨時(shí)水量增大,形成淤積,水流沿路基中滲透,加重了填土的重量及降低了其物理力學(xué)強(qiáng)度,使其產(chǎn)生變形。(2)該路段為主要交通要道,車輛流量較大,在長(zhǎng)期車流的動(dòng)荷載作用下使路面產(chǎn)生變形、開裂,進(jìn)一步利于地表水下滲到路基填土中。(3)公路外側(cè)擋墻基礎(chǔ)淺埋,支擋結(jié)構(gòu)尺寸不足,同時(shí)基巖面傾角陡(35-40°),具沿基巖面滑移破壞的可能,在暴雨作用下隨著擋墻背后土體容重增大,基底抗滑力降低,其支擋能力不足而導(dǎo)致了土體內(nèi)部發(fā)生變形、滑移破壞。

        3.3 變形發(fā)展趨勢(shì)及其危害性

        根據(jù)地面調(diào)查結(jié)合勘察結(jié)果表明:該路段所處地段下伏基巖面傾角陡(35-40°),具沿基巖面滑移破壞的可能,第四系土層厚度較大(5.1-7.4m),原有擋墻基礎(chǔ)埋置于下伏強(qiáng)風(fēng)化基巖中,支擋能力低。在此情況下,若長(zhǎng)期遭受暴雨及車流的作用下,該路段極有可能演化成邊坡整體的變形、滑移破壞,將造成公路破壞及威脅斜坡下方村民生命財(cái)產(chǎn)的安全,存在較大的安全隱患,危害性大。

        3.4 邊坡整體穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

        根據(jù)邊坡目前的變形情況及成因分析,邊坡變形進(jìn)一步發(fā)展有可能演化成整體的滑移破壞。結(jié)合本場(chǎng)地實(shí)際情況,采用傳遞系數(shù)法計(jì)算邊坡在暴雨工況下的穩(wěn)定系數(shù)。天然狀態(tài)穩(wěn)定性系數(shù)為1.184,飽和狀態(tài)穩(wěn)定性系數(shù)1.019。說明邊坡在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定,暴雨作用下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)

        4 綜合處治措施方案

        綜上所述,邊坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。場(chǎng)地所處位置地勢(shì)狹窄,拆除原有擋墻重新修建重力式擋墻將會(huì)影響交通,公路無法正常運(yùn)營(yíng)。于原擋墻外側(cè)修建抗滑樁,基礎(chǔ)持力層建議采用中風(fēng)化泥巖和砂巖。該方案具有施工工藝簡(jiǎn)單、施工工期短等特點(diǎn)。能達(dá)到因地制宜的綜合治理目的。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        5.1 公路路基變形破壞的形成發(fā)展有其內(nèi)在條件和外在條件,主要包括地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)特征、降雨和風(fēng)化、交通荷載、擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征是路基變形形成的內(nèi)在條件,交通荷載、擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是路基變形形成的直接外在條件。

        5.2 路基的結(jié)構(gòu)特征決定其破壞模式。因此,要加強(qiáng)對(duì)路基變形結(jié)構(gòu)特征的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析工作,認(rèn)清其發(fā)育、發(fā)展階段是工作中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。

        5.3 此類路基變形在廣大山區(qū)、特別是西南地區(qū)的城鎮(zhèn)、交通線路兩側(cè)廣為分布,因此,城市規(guī)劃或交通工程建設(shè)前應(yīng)充分認(rèn)識(shí)所處地段地質(zhì)環(huán)境尤為重要,事先采取防范措施處理,可預(yù)防此類不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生,避免造成重大損失。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張倬元,王士天,王蘭生.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.

        [2]尚岳全,黃潤(rùn)秋.數(shù)值分析方法[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1991.

        [3]尉希成,周美玲.支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.

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