浅谈志丹至南梁公路改建工程路基的设计.docxVIP

浅谈志丹至南梁公路改建工程路基设计摘要：路基拓宽改建及平面线形改善后，引起路基高填、深挖、侵占河道及既有路基滑坡、坍塌、沉陷、土路肩落水洞等特殊路基设计。路基必须具有足够的整体稳定性、强度和水稳定性，因此应由内因至外因分析路基病害形成的内在联系，有针对性地采取永久措施与临时措施相结合的原则进行路基设计。关键词：路基拓宽；整体稳定性；水稳定性一、项目概况志丹至南梁红色旅游公路项目所在地位于延安市志丹县境内，属陕北黄土高原丘陵沟壑区。既有路基宽7.5m，道路等级为三级公路，2003年由砂石路改建而成。现改造为二级公路，为山岭重丘沿河道路。志丹县属温带大陆性季风气候，四季分明，日照充足，昼夜温差大，平均无霜期142天。多年平均气温7.8℃，极端最高气温38.3℃，最低气温-28.5℃；多年平均降水量520毫米，年平均蒸发量1980毫米，降雨多集中在7、8、9三个月，占全年降水量的63%以上，具有汛期雨水量大而集中、冬季降水量小的特点，其它季节干旱缺水。季节性冻土，一般11月下旬开始冻结，次年4月初开始解冻，标准冻深0.90m。2013年7月7日至13日，陕北地区出现自2002年以来范围最大、雨势最强、持续时间最长的强降雨天气，志丹县全县平均降雨量达到376.2毫米。地形地貌为典型的河谷型黄土高原，黄土幔覆于起伏不平的基岩顶面之上，并承袭了下伏基岩的古地形，在较稳定抬升的新构造运动影响下，黄土经流水长期侵蚀下切，形成了梁峁起伏、河谷深切的地形、地貌。工程区域的地层主要为新生界第四系松散地层和后中生界白垩系泥质砂岩为主，简述如下：（1）第四系全新统冲洪积层（Q4al＋pl）分布于本路线段的纸坊沟及前牛沟河谷的地表，岩性以褐黄色黄土状粉土及砾石为主。砾石一般粒径2～10cm，充填粘性土，稍松～中密，亚圆形，成分以砂岩为主，强～弱风化，厚度较小，一般为数米。局部分布可塑～软塑的粉土，主要分布在河床两侧及河漫滩表层。(2)更新统风积层及冲洪积层(Q3eol及Q1-2al+pl)分布于本路线段两侧的梁、峁，岩性以褐黄色黄土为主，硬塑～坚硬状态，含水量较小。在梁、峁的顶部厚度可达百余米，坡脚处厚度数十公分至数米不等。（3）白垩系泥质砂岩（K）005在路线两侧及河谷中均有出露，一般为厚层～巨厚层状，裂隙较发育，自上而下风化程度减弱，局部夹有薄层状泥岩。二、既有路基状况及成因分析由于既有路基暴露于空间，长期受自然因素的作用，岩土在不利水温条件作用下，物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大，土的强度降低；岩性差的岩体，在水温变化条件下，加剧风化；路基表面在温差作用下形成胀缩循环，在湿差作用下形成干湿循环，可导致强度衰减和剥蚀；地表水流冲刷，地下水源浸入，使岩土表层失稳，易造成和加剧路基的水毁病害；沿河路堤在水流冲击、淘刷和浸蚀作用下，易遭破坏；湿软地基承载力不足，易导致路基沉陷。道路长期经受各种自然因素的影响，承受车辆荷载的重复作用，路基在使用过程中常产生各种病害。南梁改建公路的主要病害有：路基的沉陷、路基边坡的坍方、滑坡及翻浆等。路基沉陷K13+536～K13+585路段路面沉陷40～50cm，现场调查此路段为填挖交接与涵台路基结合部。原始冲沟狭长，涵洞修建于小里程方向半坡，填土为粉性黄土。沉陷成因分析：涵洞进口流水不畅，雨水下渗至路基底部原始冲沟，降低路基强度；其二，原始沟道狭长压实较难控制；其三、涵台及冲沟底部应采用透水性较好的砂性土或砂砾填筑，便于压实及降低路基毛细水作用，其四、填挖交接处土岩分层，无横向盲沟，泥砂岩为较好的隔水层，路基水下渗后沿岩层顶面进入填方路基。2、 翻浆K8+930～K8+980路段，路面翻浆较为严重。现场调查，此路段纵坡较缓，土质边沟排水不畅。冬季雨雪消融时边沟水污染基层，使路基处于潮湿状态，水分不断地向上移动聚集，引起路基冰胀。春融时，路基湿软，强度急剧降低，加上行车的作用，路面发生弹簧、鼓包、冒浆、车辙。3、 黄土滑坡位于设计路线K20+700～K20+910右侧黄土斜坡上，滑坡平面上呈“舌状”，主滑方向101°，滑坡宽度约160m，纵向长约170m，滑体平均厚度约15.0m，滑体体积约40.8×104m3，属中型滑坡，滑坡边界明显，滑坡后壁呈圈椅状，后壁坡度45度，植被稀疏，滑体由第四季全新统滑坡堆积土构成。根据现场调查，滑体上未发现裂缝等变形迹象，滑坡目前处于稳定状态。由于滑坡后部为圈椅状后壁，降雨后地表水的汇集至滑坡范围内，降低了滑坡的稳定性，同时经钻探揭露，位于滑坡中上部的钻孔11.0-15.0m深度处土体含水量较大，土质松散，表明该滑坡存在次级滑动的可能性；尤其在公路开挖滑体前缘时，在降雨等内外力共同作用下，易使该滑坡局部复活失稳。4、 崩塌位于设计路线K10+822～K11+240南侧岩质斜坡上，崩