內(nèi)容摘要
本文主要對不良地質(zhì)產(chǎn)生沉降和失穩(wěn)及其影響因素定性分析，并針對各種影響因素加強施工過程控制，減少工后沉降和不均勻沉降。從路基排水技術(shù)，不良地質(zhì)軟基施工技術(shù)，高邊坡、易風化巖石邊坡、土質(zhì)不穩(wěn)定邊坡防護施工技術(shù)展開討論。
關(guān)鍵詞：軟基邊坡；沉降；穩(wěn)定；滑移；施工與防護技術(shù)
目 錄
內(nèi)容摘要 I
引 言 1
1 路基沉降與失穩(wěn)產(chǎn)生的原因 2
2 路基排水施工技術(shù) 3
2.1 地面排水 3
2.2 路面排水 3
2.3 地下排水 3
3 不良地質(zhì)軟基施工技術(shù) 4
3.1 換填法 4
3.2 拋石擠淤法 4
3.3 強夯法 4
3.4 砂墊層法 4
3.5 塑料排水板法 4
3.6 搌動碎石樁擠密法 4
3.7 土工布軟基處理法 4
3.8 反壓護道法 5
3.9 復合土釘墻支護法 5
3.10 排水固結(jié)法 5
3.11 石灰樁法 5
4 不良地質(zhì)邊坡防護技術(shù) 6
4.1 植物防護 6
4.1.1 種草 6
4.1.2 鋪草皮 6
4.1.3 植樹 6
4.2 框格防護 6
4.3 工程類型的防護 7
4.3.1 抹面或捶面 7
4.3.2 噴漿及噴射混凝土 7
4.3.3 護面墻 7
4.3.4 漿砌片石護坡 7
4.3.5 抗滑樁邊坡防護 7
4.3.6 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁邊坡防護 8
4.3.7 柱列式灌注樁和排樁支護 8
4.3.8 攪拌樁支護 8
4.3.9 鋼板樁支護 8
結(jié)束語 9
參考文獻 10
引 言
近年來，隨著公路建設(shè)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求，公路建設(shè)逐步進入山區(qū)，由于建設(shè)施工的影響，從而對自然環(huán)境的破壞也非常嚴重，特別是地質(zhì)不良地段，破壞性尤為突出。不良地質(zhì)地段，一般地質(zhì)復雜，地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)難易發(fā)。如果不加強不良地質(zhì)公路建設(shè)與防護質(zhì)量要求，勢必造成嚴重破壞，從而增加投資，影響工期，同時也會帶來嚴重的安全隱患。為了防止雨水、風力、水流、波浪等不良地質(zhì)與自然因素對路基及邊坡的危害，也為了改善公路路容，保護生態(tài)環(huán)境。因此，在施工中通過加強過程控制，盡量減少工后沉降和不均勻沉降，加強對易風化巖石、軟弱土質(zhì)及高邊坡的防護與綠化，對防止路基失穩(wěn)和美化公路自然環(huán)境，提高公路建設(shè)使用壽命具有重要意義。本文對不良地質(zhì)條件下公路建設(shè)與防護技術(shù)展開論述。
1 路基沉降與失穩(wěn)產(chǎn)生的原因
路基沉降是因為地基底層處理沒有達到穩(wěn)定層或路基填料選擇不當，填筑方法不合理，壓實度不足，在路基堤身內(nèi)部形成過濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下，引起路基本身的壓縮沉降。本質(zhì)是由于地基或者路基本身土層的固結(jié)壓縮排出空隙中的水分或者空氣導致整體積減少造成的。
路基邊坡穩(wěn)定的實質(zhì)就是控制邊坡滑動。當由重力產(chǎn)生的滑動力等于土體抗剪強度產(chǎn)生的抗滑力的時候土體就處在臨界穩(wěn)定狀態(tài)。當滑動力大于土體的抗剪強度的時候土體就失去穩(wěn)定。路基邊坡滑塌是公路邊坡主要的病害。
2 路基排水施工技術(shù)
2.1 地面排水
一般不良地質(zhì)公路采用的地面排水設(shè)施是修筑邊溝，截水溝，跌水，急流槽以及地表的排水管。對于排水溝渠，一般要求鋪砌防護，目前普遍采用漿砌片石加固，而水泥混凝土預(yù)制板塊也開始廣泛應(yīng)用。這對于過去的做法有了改進，從而提高了路基的工程質(zhì)量。
2.2 路面排水
它的作用是迅速排除路面范圍降水，減少從路面滲入路基層，使不沖刷路基邊坡。路基橫坡度應(yīng)做成2%。在路基兩側(cè)的硬路肩每隔2m-5m設(shè)置橫向排水管，排水管一般采用PV水管，同時在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或者現(xiàn)澆瀝青混凝土攔水帶，以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形集水槽流水，每隔20m-50m間距設(shè)置泄水口與路堤邊坡急流槽銜接起來，將雨水排到排水溝中。在降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設(shè)過水槽排水。
2.3 地下排水
路基地下排水設(shè)施有明溝、暗溝、滲溝、檢查井等應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，施工時嚴格按設(shè)計文件與技術(shù)規(guī)范確定其類型，位置及幾何尺寸。
3 不良地質(zhì)軟基施工技術(shù)
軟基是最常見的不良地質(zhì)體現(xiàn)，軟基處理不當，最容而產(chǎn)生壓縮變形，沉降，滑坡。控制這種不均勻沉降通常是將軟基進行規(guī)范處理和通過加強路基施工質(zhì)量來控制的。軟基施工處理的一般方法分為：換填法、拋石淤法、強夯法、砂墊層法、塑料排水板法、搌動碎石樁擠密法、土工布軟基處理法、反壓護道法、復合土釘墻支護法、排水固結(jié)法、石灰樁法。
3.1 換填法
淤泥及軟土厚度小于2m時，可以將淤泥軟土全部挖除，使路堤填筑于穩(wěn)定的基底或?qū)Q填滲水強的砂土層上。
3.2 拋石擠淤法
厚度小于3m，表面較濕軟，呈流動狀態(tài)，不易排水，石料方便時，可以從路基中部向兩側(cè)拋投一定數(shù)量的石料將淤泥擠出，提高路基強度，所用石料不易風化的大塊石，尺寸一般不得小于0.3m。
3.3 強夯法
近年來相繼采用在夯坑內(nèi)回填塊石，碎石，砂或其他顆粒材料，通過夯擊排開軟土，從而在地基中形成塊（碎）石墩,稱為強夯置換法。但對于飽和度較高的粘土或淤泥質(zhì)土路基，強夯法處理的效果不明顯，因此，要因地制宜選擇處理方法。
3.4 砂墊層法
軟土地區(qū)路堤高度小于2倍極限高度時，可在軟土頂面層鋪設(shè)0.6m-1m厚砂墊層，形成一個排水面，促進路面底部的排水，提高路基強度與穩(wěn)定性。
3.5 塑料排水板法
用打設(shè)的塑料排水板作為軟土的排水距離，從而加快軟土的固結(jié)，加快沉降，提高路基強度，這種方法比較適用于飽和度較大的淤泥或軟土地帶。
3.6 搌動碎石樁擠密法
在軟土路基中，通過碎石在沉樁過程和成樁以后，對樁周的土體產(chǎn)生較大的擠密，使土中原有的一級蜂竄狀結(jié)構(gòu)（或團塊結(jié)構(gòu)）遭到破壞，擠密或二級蜂窩結(jié)構(gòu)即絮狀結(jié)構(gòu)或團體結(jié)構(gòu)，以至均勻結(jié)構(gòu)。大大提高了土的密實度，土顆粒的排布更趨穩(wěn)定，提高了地基土的強度，同時還具有墊層、加筋、排水和置換作用。
3.7 土工布軟基處理法
路基地下水位高時，土體松軟，土壤潮濕，以土工布攤鋪底層，并拉向邊坡作防護，有利于排水，使荷載分布均勻，從而加強路基的穩(wěn)定。當填土路堤較高時，可適當分層使用土工布，提高路堤剛度。與砂墊層配合使用效果會更好。
3.8 反壓護道法
路堤高度超過極限高的1.5-2倍時，通過反壓護道路堤下的淤泥或軟土趨于穩(wěn)定，護道一般采用單級形式，其高度為路堤高度0.3-0.5倍。
3.9 復合土釘墻支護法
復合土釘墻是20世紀90年代研究開發(fā)成功的一項深基坑支護新技術(shù)，它是由普遍土釘墻與一種或若干種單項輕型支護技術(shù)（如預(yù)應(yīng)力錨桿、木樁、豎向鋼管、微型樁等）或截水技術(shù)（深層攪攔法、旋噴樁等）有機組合成的支護截水體系。復合土釘墻克服了土釘支護沒有插入深度，在軟弱土層中不能提供有效的抗拔力，不能解決基坑底部的隆起、滲流問題，不能應(yīng)用于軟弱、飽和硫砂地層中等缺點。具有支護能力強，適用范圍廣，可作超前支護，并兼?zhèn)渲ёo、截水等性能是一項技術(shù)先進、施工簡便、經(jīng)濟合理、綜合性能突出的工地深基坑支護新技術(shù)。日益顯現(xiàn)出巨大的潛力和廣闊前景。
3.10 排水固結(jié)法
排水固結(jié)由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成，排水系統(tǒng)主要在于縮短排水距離，加快排水速度。該系統(tǒng)有水平排水墊層和豎向排水系統(tǒng)，當軟土層較薄，或者土的滲透性較好而工期較長時，可以專門設(shè)置豎向排水系統(tǒng)。加壓系統(tǒng)即起固結(jié)作用的荷載。排水固結(jié)法施工中應(yīng)注意的問題：
保證排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量，其中包括豎向排水系統(tǒng)的深度與材料質(zhì)量，確保排水系統(tǒng)暢通。
加壓系統(tǒng)：加壓是固結(jié)排水的必要條件，分為超載預(yù)壓、等載預(yù)壓和欠載預(yù)壓等。在路基穩(wěn)定、沉降量不大的路段采用預(yù)壓處理可降低土的壓縮性及提高抗剪強度。
沉降和穩(wěn)定的監(jiān)控，采用固結(jié)排水處理軟土路基的時候要密切監(jiān)控路基的沉降和路基的橫向偏移。
3.11 石灰樁法
在軟弱地基中用機械成孔，填入作為固化劑的生石灰前壓實形成樁體，利用生石灰的吸水、膨脹、放熱作用吸土與石灰的物理化學作用，改善樁體周圍土體的物理力學性質(zhì)，同時樁與土形成復合路基，達到路基加固的目的。
4 不良地質(zhì)邊坡防護技術(shù)
4.1 植物防護
植物防護是在邊坡上種植草皮，灌木等植物，覆蓋裸露的表土以防止雨水沖刷，調(diào)節(jié)土的濕度以防止產(chǎn)生裂縫。經(jīng)過植物種植后能控制易被沖蝕的邊坡在雨水與風力作用下產(chǎn)生沖溝、坍方等變形和破壞。這種防護適宜于植物生長的土質(zhì)邊坡上。
4.1.1 種草
在邊坡上種草適用于草類能夠生長的土質(zhì)邊坡，種草時將草籽均勻撒在已清理好的土質(zhì)邊坡上，長出的草將覆蓋于坡面。一般宣選用易成活、生長快、根系發(fā)達、葉莖低矮或有匍匐莖的多年生草地。高且陡的土質(zhì)路塹邊坡，可能過試驗用草籽與含有肥料的機泥漿混合，均勻噴射在需防護的邊坡上。
4.1.2 鋪草皮
鋪草皮適宜于坡度不陡于1：1的土質(zhì)邊坡，特別適宜于需要迅速綠化的路段，施工時采用帶狀或塊狀草皮，規(guī)格大小視施工條件而定，草皮厚度宜為10cm左右。鋪設(shè)時由坡腳向上鋪釘，用尖木（竹）樁固定在土質(zhì)邊坡上。鋪設(shè)形式可為平鋪、疊鋪或方格狀鋪等。
4.1.3 植樹
植樹適用于各種土質(zhì)邊坡和風化嚴重的巖石邊坡，坡度不陡于1：1.5。樹種應(yīng)選用根系發(fā)達、枝葉茂盛，能迅速生長分蘗的低矮灌木。高速公路和一級公路邊坡嚴禁種喬木。
4.2 框格防護
框架方格防護是用混凝土，漿砌片（塊）石，卵（礫）石等做成框格狀骨架。框格主要有襯砌拱、“人”字形骨架、菱形方格網(wǎng)、矩形方格網(wǎng)等結(jié)構(gòu)形式�？蚋駜�(nèi)種植物或采用其他輔助措施以保護路基邊坡。對于土質(zhì)邊坡和風化巖石邊坡，可采用預(yù)制混凝土砌塊或栽砌卵石、干砌片石等做骨架。骨架寬度20cm——30cm，嵌入邊坡深度15cm——20cm。根據(jù)邊坡坡度、土質(zhì)情況來確定框格大小，方形框形框格尺寸宜為（1m×1m）——（3m×3m），也可做拱形骨架。邊坡坡頂與坡腳采用與骨架相同的材料加固，加固條帶的寬度宜為40cm——50cm。
4.3 工程類型的防護
4.3.1 抹面或捶面
抹面是用人工將水泥砂漿或多合土等材料抹露在坡面上以封閉邊坡，從而對坡面起保護作用。捶面是將多合土等材料經(jīng)捶擊，拍打后緊貼于坡面上，形成緊密的保護層以保護路基邊坡。捶面適用于易風化剝落的巖石邊坡，邊坡坡度不陡于1：0.5。
4.3.2 噴漿及噴射混凝土
噴漿及噴射混凝土是用噴射設(shè)備將水泥砂漿或混凝土噴射在邊坡上形成砂漿或混凝土保護層，防止邊坡風化。目前公路邊坡防護趨向于采用掛鋼筋或金屬網(wǎng)，并配合錨桿或錨釘將其固定在邊坡上。這樣更能提高混凝土防護層的整體強度，增強噴射混凝土與邊坡之間的聯(lián)接，改善防護效率。將錨桿插入巖孔后，然后灌注水泥砂漿，金屬網(wǎng)片及鋼筋不得外露，噴射后進行7d——10d的養(yǎng)護。
4.3.3 護面墻
護面墻能防治較重的坡面變形，適用于易受侵蝕的土層及易風化的軟質(zhì)巖石挖方邊坡，護面墻可用混凝土預(yù)制構(gòu)件、漿砌片（塊）石砌筑，也可用現(xiàn)澆混凝土。砌筑砂漿強度不低于M5，寒冷地區(qū)不低于M7.5，混凝土不低于C15。
4.3.4 漿砌片石護坡
漿砌片石護坡常用于石料豐富，勞動力價格較低的地區(qū)，砌筑厚度宜為25cm——50cm，每隔10m——15m設(shè)置一道2cm寬伸縮縫間隔2m——3m設(shè)置10cm×10cm矩形泄水孔或孔徑10cm的圓形泄水孔，孔后設(shè)置反濾層。
4.3.5 抗滑樁邊坡防護
抗滑樁是穿過滑坡體不良地質(zhì)滑床的樁柱，用以支檔滑體的滑動，起穩(wěn)定邊坡的作，適用于淺層或中厚層有滑坡主要針對抗滑處理的防護措施。根據(jù)滑體的厚薄、推動力大小、防水要求及施工條件等選用樁的類型。目前常用的是鋼樁和混凝土及鋼筋混凝土樁。
4.3.6 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁邊坡防護
錨索框架梁主要用于高邊坡防護工程，是目前較為普遍使用的方法。錨索就是高挖方路段為了減少對原狀土的挖方數(shù)量，保護生態(tài)環(huán)境而設(shè)計的一種特殊的擋防結(jié)構(gòu)，其作用原理是依靠對錨索的張拉預(yù)知力，用錨具鎖定在樁身上，錨索產(chǎn)生的反作用通過樁身傳遞到裂土體。使破裂土體在外力作用下穩(wěn)定。然后在框架梁方格框內(nèi)種植草皮，草皮不但防止土體受雨水沖蝕，而且可以美化環(huán)境、改善路容。
4.3.7 柱列式灌注樁和排樁支護
柱列式間隔布置包括：樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。為減低工程造價和施工方便，柱列式灌注樁作為擋土圍護結(jié)構(gòu)有很好的剛度，但各樁之間，必須在樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土帽梁（冠梁）加以可靠連結(jié)。為防止地下水并夾帶土體顆粒從樁間空隙流入坑內(nèi)，應(yīng)同時在樁間或樁背采用高壓注漿，設(shè)置深層攪拌樁或在樁后專門構(gòu)筑防水帷幕。灌注樁施工時無振動，對周圍鄰近建筑物、道路和地下管線影響危害比較少。
4.3.8 攪拌樁支護
由噴漿型深層攪拌樁組成的重力式水泥土擋墻，可為實體式或格柵式。該擋墻具有擋土和止水雙重功能，一般用于開挖深度不大于6m的軟土地區(qū)基坑支護。當基坑深度超過6m時，可在水泥土中插入加筋桿件，形成加筋水泥土擋墻，必要時還可鋪以內(nèi)支撐或錨桿支護加筋水泥土擋墻，以加大基坑的支護深度。
4.3.9 鋼板樁支護
鋼板樁（如SMW法）應(yīng)用于建筑深基坑的支護，是一種施工簡單、投資經(jīng)濟的支護方法。在軟土地區(qū)過去應(yīng)用較多，但由于鋼板樁本身柔性大，如支撐或錨拉系統(tǒng)設(shè)置不當，其變形會很大。因此對基坑支護深度達7m以上軟土地層，基坑支護不宜采用鋼板支護，除非設(shè)置多層支撐或錨拉桿，但應(yīng)考慮到地下室施工結(jié)束后鋼板樁拔除時對周圍地基和地表變形的影響。
結(jié)束語
實踐證明，在施工中通過對軟土地基、高邊坡、滑層邊坡等不良地質(zhì)條件質(zhì)量處理控制，施工環(huán)境控制（主要是地表水、地下水），加強排水防護工程，加強邊坡穩(wěn)定，防護工程的施工質(zhì)量控制，使公路建設(shè)處于嚴格而完善的質(zhì)量體系之中，對公路的使用壽命和使用品質(zhì)具有重要的意義。
