公路常見地質災害及其防災減災-公路軟基沉降地質災害及其防災減災

目錄Contents01軟基沉降地質災害的定義02軟基災害類型01公路軟基沉降地質災害的防災減災對策公路軟基沉降地質災害及其防災減災公路路基沉降（軟基）是導致公路失能的常見災害之一。一、軟基沉降地質災害的定義1、

軟基的定義：凡是不能滿足建（構）筑物要求的天然地基，稱為軟弱地基，簡稱軟基。所以，天然地基是否屬于軟弱地基是一個相對的概念。從這個定義出發(fā)，地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基，它們包括以下幾種情況。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（1）軟土：是淤泥和淤泥質土的總稱。特性是天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。在外荷載作用下地基承載力低、變形大，不均勻變形也大。（2）人工填土：主要指雜填土和沖填土。其共同特點是強度低、壓縮性高。（3）部分砂土和粉土：飽和粉砂土、飽和細砂土和粉土，在動載作用下均有可能產(chǎn)生液化。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（4）濕陷性黃土：凡天然黃土在上覆土的自重應力作用下，或在上覆土的自重應力和附加應力作用下受水浸濕后，土的結構迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的黃土，稱為濕陷性黃土。（5）有機質土、泥炭質土和泥炭土：地基土中有機質含量大于5％時為有機質土，大于60％時為泥炭土，中間者為泥炭質土。其有機質含量高，強度往往降低，壓縮性大。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（6）膨脹土：膨脹土是指黏粒成分主要由親水性黏土礦物組成的黏性土。其特點是吸水膨脹和失水收縮，具有較大的膨脹變形及往復變形的性能。（7）凍土：凍土分季節(jié)性凍土和多年凍土（或永凍土）。前者是指該凍土在冬季凍結，而在夏季融化的土層，對地基的穩(wěn)定性影響較大；后者是指凍結狀態(tài)持續(xù)3年以上的土層，在長期荷載作用下具有強流動性。（8）巖溶、土洞和山區(qū)地基：巖溶和土洞對建（構）筑物的影響很大，可能造成地面變形，地基陷落，發(fā)生水的滲漏和涌水現(xiàn)象。山區(qū)地基的地質條件比較復雜，主要表現(xiàn)在地基的不均勻性和場地的穩(wěn)定性兩方面。公路軟基沉降地質災害及其防災減災2、軟基沉降地質災害的定義：由于地基土的變化引起的工程地基變形或破壞的現(xiàn)象，稱為軟基沉降地質災害，簡稱軟基災害。地基變形指的是地基在上覆建筑物荷載作用下產(chǎn)生的壓密變形和剪切變形。地基破壞指的是地基變形超過地基強度時產(chǎn)生的失穩(wěn)現(xiàn)象（如剪出等），地基變形超過建筑物允許值時產(chǎn)生的建筑物破壞（如變形過大等）。公路軟基沉降地質災害及其防災減災二、軟基災害類型

山區(qū)軟土的成因、工程性質以及軟土路基在破壞形式上，與一般內(nèi)陸平原和東部沿海地區(qū)的軟基有些差別。山區(qū)路基大多路段與溝谷或河道并行，很多路段還經(jīng)過沖、洪積扇的前緣，容易遭水的浸透和沖蝕，尤其是暴雨、滑坡和泥石流等災害的頻繁發(fā)生，使軟土路更容易基遭到毀壞。

山區(qū)軟土路基破壞的主要類型為：剪切拉裂破壞、浸水沉陷破壞、剝蝕坍塌破壞和推擠滑動破壞四種類型。公路軟基沉降地質災害及其防災減災1、剪切拉裂破壞類型：主要指軟土路基在強烈行車荷載及自重作用下發(fā)生的破壞。主要表現(xiàn)為：下伏軟弱地基土側向塑性擠出并伴隨剪切拉裂作用所導致的局部坍滑現(xiàn)象，導致該路段瀝青混凝土路面不均勻下沉，縱橫向開裂、網(wǎng)裂等，嚴重影響公路交通安全，使該段路基和路面遭到嚴重毀壞。公路軟基沉降地質災害及其防災減災2、浸水沉陷破壞類型：在山區(qū)排水不暢的路段，水很容易浸入路基，在土體自重、行車荷載及水溫變化等諸多因素作用下，路基發(fā)生不均勻沉陷變形，引起路面破損開裂，水滲入裂縫后常導致路面“翻漿”，形成“橡皮路”，局部凹陷，行車振顫、顛簸及橋頭錯臺跳車等現(xiàn)象。有些路段位于沖、洪積扇的前緣，往往是地下水溢出帶，若路基處理不當，很容易被水浸入而導致公路毀壞。例如：云南某山區(qū)公路K8～K10段，為軟土路基地段，夏秋季節(jié)雨天時常阻車，路面受車輪翻淘，路基沉陷、翻漿，并出現(xiàn)峰谷隆起、彈簧現(xiàn)象，原修筑寬7.5m的路基，通過逐年的行車碾壓變形，自然增為9～10m不等，使陷車阻塞事故時常發(fā)生。軟土路基的剪切破壞軟土路基的浸水沉陷破壞公路軟基沉降地質災害及其防災減災3、剝蝕坍塌破壞類型：山區(qū)公路路基的坍塌破壞由剝蝕作用引起，如風蝕、流水沖蝕、泥石流剝蝕等，主要是以水的沖蝕作用為主。軟土松散，抗蝕能力弱，在雨季期，洪水或泥石流不斷沖刷沿河路基，嚴重的側淘蝕作用常使路基邊坡被淘空，導致下滑坍塌，毀壞臨河路基。尤其是高填土路堤，在不全防護的情況下，裸露部位更易遭流水沖刷，造成路堤滑塌和路面損壞。湘黔線K121+145.68處軟土路基，投入運營僅4個月，就發(fā)生路基溜坍3次，其中最嚴重的僅一場暴雨就引起線路下沉2.0m，路基外移2.8m，坍體長度約100m。公路軟基沉降地質災害及其防災減災4、推擠滑動破壞類型：主要指滑坡推擠作用對路基、路面的破壞，導致路基路面下滑、斷裂、錯臺和沉陷。隨滑坡體與路基位置關系的不同，路基破壞程度也有所不同。如果路基處在滑坡體上，一旦滑動，整段路基和路面都將被毀掉，如國道214線西寧--景洪，在山嶺重丘區(qū)K2479+500～K2546+400和K2429+300～K2433+100軟基路段上，分別有路基滑坡33處，中小型泥石流8處，對公路路基的毀壞相當嚴重。推移滑動破壞公路軟基沉降地質災害及其防災減災三、公路軟基沉降地質災害的防災減災對策1、公路勘察設計階段軟基沉降路段的選線定線原則（1）軟土和泥沼地段：影響范圍大、工程處理難于確保安全，且繞避不顯著增大工程時，宜繞避軟土和泥沼地段；如影響范圍較小，工程處理可確保安全，且經(jīng)濟有利時，應選在軟土、泥沼最窄，泥炭、淤泥較淺、沼底橫坡平緩、地勢較高、取土條件較好的地段以路堤通過；為減少下沉、翻漿、凍漲等病害，路堤高度不小于1m，為使軟土基底不作加固處理，或為利用路堤自重壓縮泥炭到穩(wěn)定狀態(tài)，路堤高度均不宜大于“極限高度”；線路宜遠離河流、湖塘或人工渠道，以免水流浸潤，影響路堤穩(wěn)定；河谷軟土地帶或古盆地中央部分，因軟土層厚，土顆粒細，含水率大，基底松軟，線路宜選在邊緣地帶通過，但土質軟硬差別較大的邊緣地帶也應繞避。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（2）膨脹土地段：線路宜填勿挖，盡量減少路塹；崗溝相間是膨脹土的特征地貌，線路應垂直于壟崗方向，選擇較低埡口，較薄地段通過，以縮短路塹長度、降低挖方深度；線路跨越溝谷處，宜建橋通過，并增加橋高；壟崗處如修建隧道，應避免淺埋。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（3）多年凍土地段：線路宜選在陽坡上，陽坡日照時間長，水分蒸發(fā)量大，地表及地下水含量相對減少，凍害程度減輕；但山坡陡峻，節(jié)理發(fā)育，風化嚴重的陽坡應繞避地質災害地段，線路通過山丘地區(qū)時，宜在融凍坡積層緩坡上部通過，線路走向沿大河谷時，宜選在高臺地上，以短距離通過多年凍土邊緣地帶，避免沿大河融區(qū)多年凍土邊緣定線，線路宜在巖石、卵石、礫石，粗、中、細砂和含水率小的黏土、砂土等少冰凍土地帶通過，避免在腐殖土、粉砂地段及飽冰、富冰凍土的含冰土層中通過，多用路堤，少用路塹，減少不填不挖及低路堤，避免破壞凍土，影響路基穩(wěn)定；大、中橋宜選在大河融區(qū)地段或基底為少冰凍上的河段，力求避免將一座橋設在融區(qū)和凍土兩種不同地基上；隧道應避免穿過地下水發(fā)育的地層中；車站宜選在非融沉地帶，困難時也可選在融沉作用均勻的地帶。公路軟基沉降地質災害及其防災減災2、軟土地基處理方案的選擇與處理方法分類（1）軟土地基處理方案的選擇各種軟土地基的處理方法都有其適用范圍、局限性及優(yōu)缺點，加上具體工程情況復雜，工程地質條件千變?nèi)f化，對地基的要求也不盡相同，而且材料、機械等條件也會因業(yè)主要求、地區(qū)不同有較大的差異。因此，在選用處理方法時，要針對具體工程進行具體分析，從地基因素、處理要求、工程費用以及材料、機具等方面進行全面綜合考慮，對地基處理方法進行技術、經(jīng)濟、工期等方面的比較、論證，以確定一種最佳的地基處理方法，或采用兩種及兩種以上的綜合處理方案。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（2）軟土地基的處理方法分類①按處理效果，可分為臨時處理和永久處理。②按處理深度，可分為淺層處理和深層處理。③按處理對象土性，可分為砂性土處理、黏性土處理、飽和土處理和非飽和土處理。④按處理方式，可分為化學處理和物理處理等。軟土路基碎石樁處理公路軟基沉降地質災害及其防災減災3、軟基沉降災害的工程防治方法（1）置換法：利用物理力學性質較好的巖土材料，置換天然地基中部分（或全部）軟弱土或不良土，形成雙層地基或改良地基，以達到提高地基承載力減小沉降的目的。置換法包括：換土墊層法、擠淤置換法、振沖置換法（振沖碎石樁法）、沉管碎石樁法、強夯置換法、砂樁法、石灰樁法以及超輕質料填土法等。（2）排水固結法：土體在一定載荷作用下排水固結，使孔隙比減少，強度提高，以達到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。本法包括：加載預壓法、超載預壓法、砂井法（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶法）、真空預壓與堆載預壓聯(lián)合作用以及降低地下水位等。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（3）灌入固化物：向土體中灌入或拌入水泥、石灰或其他化學固化漿材，在地基中形成增強體，以達到地基處理的目的。本法包括：深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法等。（4）加筋法：在地基土中設置強度高、模量大的筋材（鋼筋混凝土、土工格柵、土工織物等），以達到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。本法包括：加筋土法、土釘墻法、錨固法、樹根樁法等。公路軟基沉降地質災害及其防災減災（5）冷、熱處理法：冷熱處理是指通過凍結土體，或焙燒、加熱地基土以改變土體物理力學性質以達到地基處理的目的。它主要包括凍結法和燒結法兩種。（6）托換：托換是指對原有建筑物地基和基礎所進行的處理和加固。它主要包括