行業資訊
經驗分享之陡坡路基施工
一、陡坡路基常見的破壞形式
所謂陡坡路堤是指路堤修筑在陡坡(地面橫坡超過1:2.5)上或是不穩定的山坡上的路堤。由于地面橫坡較陡、基底地質地形條件變化不均,在荷載、水等作用下,陡坡路堤極易產生下滑等破壞,設計、施工時,必須驗算陡坡路堤沿基底或軟弱層帶的滑動穩定性,當抗滑穩定系數小于規范規定值時,應當采取改善基底條件保證路基穩定。常見破壞形式有路堤堤身及路堤和地基的整體失穩破壞,路堤沿斜坡或軟弱層帶滑動破壞。
1.路堤堤身及路堤和地基的整體失穩破壞
同普通路堤一樣,滑塌也是陡坡路堤常見的破壞現象之一,主要原因是由于水流沖刷、路基填料土質較差、地基承載力過低、施工質量差等,導致路堤堤身、路堤和地基的整體失穩滑塌破壞。由于填土與原地面之間抗滑措施不力,加之降雨入滲導致路基土體強度降低,造成路基邊坡蠕動變形,路堤出現整體失穩跡象,如果路段多為半填半挖,部分地帶存在填土壓實質量問題,造成路基的不均勻沉降,同樣對邊坡穩定性造成隱患。
2.路堤沿斜坡或軟弱層帶滑動
陡坡路堤滑動的可能有:
(1)由于基底接觸面較陡或強度較弱,致使路堤整體沿基底接觸面產生滑動。
(2)由于基底修筑在較軟弱的土層上,例如山前坡積土,致使路堤連同其下軟弱土層沿某一滑動面滑動。
(3)由于基底巖層強度不均勻,例如砂巖中泥質頁巖夾層,致使路堤沿某一最弱的層面滑動。
二、陡坡路基技術處治研究
為了使陡坡路堤穩定性得到保證,必須針對陡坡路段的巖土性質、水文條件、緩陡程度、填方高度等具體情況,采取有效的防治措施進行處理。
1.坡面殘積土的處理
根據地形特點,陡坡坡腰至坡腳,常常被坡面殘積土覆蓋,這些殘積物大多由強風化的砂巖、頁巖與腐植物組成,其CBR值極低,一般具有遇水軟化、膨脹、失水開裂的特征。如果在其上直接修筑路堤,其穩定性必然得不到保證,應根據地表覆蓋土層厚度、物理力學性能、地下水等情況,采取不同的處理措施。
(1)當覆蓋土層厚度H<3.0m時,應全部清除,并在基巖上開挖反向臺階,從下至上分層填筑,確保路基穩定。
(2)當覆蓋土層厚度3.0m≤H<10.0m,據經驗路堤穩定度不夠時,應采用強夯、碎石樁置換、支撐滲溝等措施,對基底進行補強。
(3)當覆蓋土層厚度H≥10.0m,經驗算路堤穩定度不夠時,原則上不宜采用路堤形式通過。應將橋梁方案與路堤方案進行綜合比較,擇優選用。
2.陡坡錯臺處理
在陡坡地段修筑填方路堤,經驗算,其穩定性滿足設計要求后,根據巖土性質,一般采取開挖錯臺的措施處理基底。
(1)當陡坡為土體時,先清除表土、腐殖物,然后沿縱向用推土機形成寬度2.0～3.0m、高度0.5～2.0m(根據橫坡的陡緩程度決定)的反向臺階,內傾2%左右,臺階面必須用壓路機碾壓密實。臺階必須在填筑路堤前形成,臺階側面浮土應清除,與新填路堤必須緊密結合。
(2)當陡坡為巖石時,應采用靜態爆破或小炮方式開挖反向臺階,臺階寬度不小于3.0m,內傾2%～4%,臺階高度根據陡坡坡度決定,一般控制在2.0～3.0m以內。不能采用大型松動爆破,將臺階階身與母巖分裂,使臺階變得破碎,影響路堤穩定性。一般情況下,可先填筑路堤至臺階底面高度,再開挖錯臺。
3.排水措施
滑坡的發生和發展都與水的作用有關,排水是防治各類滑坡之本。但應根據具體情況,采用切合實際的排水方式。
(1)地下排水支撐滲溝應符合下列要求
①淺層滑坡可于滑坡前緣設置支撐滲溝,必要時與抗滑支擋建筑物結合設置,排除或疏干滑坡體地下水或淺層滯水,兼起支撐滑坡體的作用。
②支撐滲溝溝底應置于滑動面以下不小于0.5m。
(2)滲溝應符合下列要求
①有地下水進入滑坡體時,可設置截水滲溝,截水滲溝宜垂直于地下水流方向。
②滑坡體淺層地下水或土體淺層滯水,可設置滲溝引出滑體外。
③滲溝溝底應置于含水層下的不透水層或基巖內,其排水縱坡不應小于2%。
(3)仰斜排水孔應符合下列要求
①滑坡深層地下水,宜設置仰斜排水孔排水,長度應穿過滑動面。
②仰斜排水坡度不應小于5%,內置軟石透水管或塑料滲水管,必要時可向管內充填中粗砂或砂礫石。
(4)泄水洞應符合下列要求
①泄水洞宜埋入穩定地層內,洞底排水縱坡不應小于1%,
②泄水洞斷面凈空高應為2~2.5m,寬應為1.0-1.5m,其集水段的襯砌可采用花邊墻。
③在泄水洞頂部可設置豎向或放射狀集水孔。
4.支擋措施
(1)抗滑擋墻。它是廣泛應用的一種防治滑坡措施。它施工方便,穩定滑坡收效快,(如:護肩、護腳、路肩或路堤式擋土墻等),防止路堤下滑。
(2)抗滑樁。它是利用樁在穩定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對滑體擾動少,操作簡便,工期短,收效快,對行車干擾小,安全可靠等優點。抗滑樁多為挖孔或鉆孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑樁在滑動面以下的錨固深度,應根據滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。
(3)錨桿擋墻。是一種新型支擋結構,由錨桿、肋柱和擋板三部分組成,用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。
(4)抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置,可視地基情況設置坑滑明洞,洞頂回填土石支撐滑體,或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大,施工困難,造價昂貴,只有在其他措施難以奏效時采用。
陡坡路堤處治的關鍵在于:應結合不同地形地質條件,采取相應的有效處治措施。設計時,應貫徹綜合設計和動態設計的原則,充分掌握場地水文地質條件、填料來源及其性質,綜合進行路堤斷面、排水設施、邊坡防護、地基及堤身處治等設計;施工時,應根據實際情況的變化,及時對設計進行調整,確保路堤穩定。
所謂陡坡路堤是指路堤修筑在陡坡(地面橫坡超過1:2.5)上或是不穩定的山坡上的路堤。由于地面橫坡較陡、基底地質地形條件變化不均,在荷載、水等作用下,陡坡路堤極易產生下滑等破壞,設計、施工時,必須驗算陡坡路堤沿基底或軟弱層帶的滑動穩定性,當抗滑穩定系數小于規范規定值時,應當采取改善基底條件保證路基穩定。常見破壞形式有路堤堤身及路堤和地基的整體失穩破壞,路堤沿斜坡或軟弱層帶滑動破壞。
1.路堤堤身及路堤和地基的整體失穩破壞
同普通路堤一樣,滑塌也是陡坡路堤常見的破壞現象之一,主要原因是由于水流沖刷、路基填料土質較差、地基承載力過低、施工質量差等,導致路堤堤身、路堤和地基的整體失穩滑塌破壞。由于填土與原地面之間抗滑措施不力,加之降雨入滲導致路基土體強度降低,造成路基邊坡蠕動變形,路堤出現整體失穩跡象,如果路段多為半填半挖,部分地帶存在填土壓實質量問題,造成路基的不均勻沉降,同樣對邊坡穩定性造成隱患。
2.路堤沿斜坡或軟弱層帶滑動
陡坡路堤滑動的可能有:
(1)由于基底接觸面較陡或強度較弱,致使路堤整體沿基底接觸面產生滑動。
(2)由于基底修筑在較軟弱的土層上,例如山前坡積土,致使路堤連同其下軟弱土層沿某一滑動面滑動。
(3)由于基底巖層強度不均勻,例如砂巖中泥質頁巖夾層,致使路堤沿某一最弱的層面滑動。
二、陡坡路基技術處治研究
為了使陡坡路堤穩定性得到保證,必須針對陡坡路段的巖土性質、水文條件、緩陡程度、填方高度等具體情況,采取有效的防治措施進行處理。
1.坡面殘積土的處理
根據地形特點,陡坡坡腰至坡腳,常常被坡面殘積土覆蓋,這些殘積物大多由強風化的砂巖、頁巖與腐植物組成,其CBR值極低,一般具有遇水軟化、膨脹、失水開裂的特征。如果在其上直接修筑路堤,其穩定性必然得不到保證,應根據地表覆蓋土層厚度、物理力學性能、地下水等情況,采取不同的處理措施。
(1)當覆蓋土層厚度H<3.0m時,應全部清除,并在基巖上開挖反向臺階,從下至上分層填筑,確保路基穩定。
(2)當覆蓋土層厚度3.0m≤H<10.0m,據經驗路堤穩定度不夠時,應采用強夯、碎石樁置換、支撐滲溝等措施,對基底進行補強。
(3)當覆蓋土層厚度H≥10.0m,經驗算路堤穩定度不夠時,原則上不宜采用路堤形式通過。應將橋梁方案與路堤方案進行綜合比較,擇優選用。
2.陡坡錯臺處理
在陡坡地段修筑填方路堤,經驗算,其穩定性滿足設計要求后,根據巖土性質,一般采取開挖錯臺的措施處理基底。
(1)當陡坡為土體時,先清除表土、腐殖物,然后沿縱向用推土機形成寬度2.0～3.0m、高度0.5～2.0m(根據橫坡的陡緩程度決定)的反向臺階,內傾2%左右,臺階面必須用壓路機碾壓密實。臺階必須在填筑路堤前形成,臺階側面浮土應清除,與新填路堤必須緊密結合。
(2)當陡坡為巖石時,應采用靜態爆破或小炮方式開挖反向臺階,臺階寬度不小于3.0m,內傾2%～4%,臺階高度根據陡坡坡度決定,一般控制在2.0～3.0m以內。不能采用大型松動爆破,將臺階階身與母巖分裂,使臺階變得破碎,影響路堤穩定性。一般情況下,可先填筑路堤至臺階底面高度,再開挖錯臺。
3.排水措施
滑坡的發生和發展都與水的作用有關,排水是防治各類滑坡之本。但應根據具體情況,采用切合實際的排水方式。
(1)地下排水支撐滲溝應符合下列要求
①淺層滑坡可于滑坡前緣設置支撐滲溝,必要時與抗滑支擋建筑物結合設置,排除或疏干滑坡體地下水或淺層滯水,兼起支撐滑坡體的作用。
②支撐滲溝溝底應置于滑動面以下不小于0.5m。
(2)滲溝應符合下列要求
①有地下水進入滑坡體時,可設置截水滲溝,截水滲溝宜垂直于地下水流方向。
②滑坡體淺層地下水或土體淺層滯水,可設置滲溝引出滑體外。
③滲溝溝底應置于含水層下的不透水層或基巖內,其排水縱坡不應小于2%。
(3)仰斜排水孔應符合下列要求
①滑坡深層地下水,宜設置仰斜排水孔排水,長度應穿過滑動面。
②仰斜排水坡度不應小于5%,內置軟石透水管或塑料滲水管,必要時可向管內充填中粗砂或砂礫石。
(4)泄水洞應符合下列要求
①泄水洞宜埋入穩定地層內,洞底排水縱坡不應小于1%,
②泄水洞斷面凈空高應為2~2.5m,寬應為1.0-1.5m,其集水段的襯砌可采用花邊墻。
③在泄水洞頂部可設置豎向或放射狀集水孔。
4.支擋措施
(1)抗滑擋墻。它是廣泛應用的一種防治滑坡措施。它施工方便,穩定滑坡收效快,(如:護肩、護腳、路肩或路堤式擋土墻等),防止路堤下滑。
(2)抗滑樁。它是利用樁在穩定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對滑體擾動少,操作簡便,工期短,收效快,對行車干擾小,安全可靠等優點。抗滑樁多為挖孔或鉆孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑樁在滑動面以下的錨固深度,應根據滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。
(3)錨桿擋墻。是一種新型支擋結構,由錨桿、肋柱和擋板三部分組成,用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。
(4)抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置,可視地基情況設置坑滑明洞,洞頂回填土石支撐滑體,或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大,施工困難,造價昂貴,只有在其他措施難以奏效時采用。
陡坡路堤處治的關鍵在于:應結合不同地形地質條件,采取相應的有效處治措施。設計時,應貫徹綜合設計和動態設計的原則,充分掌握場地水文地質條件、填料來源及其性質,綜合進行路堤斷面、排水設施、邊坡防護、地基及堤身處治等設計;施工時,應根據實際情況的變化,及時對設計進行調整,確保路堤穩定。
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