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1、海南省主要不良工程地质对高速公路的危害及工程处治措施 摘要 本方综合叙述了海南省在高速公路修建中常见的不良工程地质的特性，对高速公路的危害程度，以及工程处治措施。关键词 不良工程地质 工程处治措施引言海南省在高速公路修建过程中，常需穿越软土地基区、膨胀土区、土地沙漠化区、砂土液化区、活动性断裂区等不良工程地质区域。因此，在高速公路修建的胶期阶段，对已掌握的不良工程地质情况，应确定针对性的工程处治措施，在工程施工中加以实放施，把公路病害的隐患消除在荫芽状态。1、不良工程地质特性及对高速公路的危害 1 /S1软土地基软土地基一般由地质构造运动形成海河相冲积物沉积而成，绝大部分为淤泥或淤泥质土，并伴
2、随有动植物等腐植碎屑所组成，具有含水量高、天然密度小、液性指数大、天然孔隙比大等特点。因此，存在土体的压缩性大、抗剪和抗压强度低，地基的稳定性差、容许承载力低等物理力学特性。如果直接在这种软土地基上修建高速公路等建筑物，是难以想象的，也是不可能实现的，甚至采取了一些措施，但因未能对症下药，有的措施不当，预压时间过短或未分层加压等等，造成地基和路基不均匀下沉、下陷、路基两侧地面垄起等现象。路基失稳直接影响路面的平整度，甚至造成水泥混凝土路面断板、断角、破碎、桥头跳坎等病害。行车的平稳性和安全失去保障，严重的还会中断交通，其后果是较大的。1 2膨胀土膨胀土有强弱之分，在自然状态下具有一定的含水量和
3、空隙率，能保持自然稳定状态。一般由伊利石、蒙脱石为主要矿物成份的泥岩与风化物形成，具有较高的亲水性和膨胀性，干湿效应明显，在降雨时土体吸水而膨胀软化，强度有所降低，日晒后土体收缩而产生裂隙，表层有所剥。大地气候的反复循环作用，促使土体产生立体状的裂隙，使其整体性和强度大为降低，最后达到滑坍或崩裂的边缘。因此膨胀土具有季节性、持续性、反复性和方向性等特性，一般在高阶地、山麓向阳斜坡、岗洼地常集中发生，具有显著的地貌特点。在膨胀土地段修建高速公路，开挖路堑或用膨胀土填筑路基，由于破坏了膨胀土土体自身的自然稳定状态，暴露在大气之中，受到日晒雨淋的侵入会加剧膨胀土的恶性变化，从而产生多种公路病害。例如
4、路堑或路堤的滑坡、路肩边缘处或路堑中的坍塌、路堤坡腰或坡脚的溜坍，甚至路基、路面受膨胀而垄起或大面积开裂，也会使路堑上形成冲沟、松散剥落甚至产生泥流等病害，其对公路的危害程度十分巨大，造成的损失也十分严重。1 3土地沙漠化土地沙漠化是指在干旱、半干旱和半湿润地区，在人为作用和气象变迁的风力和水力作用下的沙土沉积，造成植被退化，土地沙漠化。土地沙漠化区分风成沙化区和水成沙化区两类。海南沿海一带大面积分布中度、轻度风成沙化区，虽目前对高速公路尚无危害，但有风吹沙淹埋高速公路的潜在威胁。大成沙化区分布于海成二级阶地，在该地段修建高速公路，由于雨水的作用，会产生多种公路病害。如路堑或路堤上出现冲沟、坍
5、陷现象，路基边沟、桥涵、通道基础，因降水侵蚀而掏空，出现倾状、拉裂甚至破坏现象。1 4砂土液化 砂土液化是指饱和砂土在振动时呈现类似液体状态的现象。粉砂、细砂和部分轻亚粘土都有可能发生液化现象。海南省有许多河流如南渡江、北门江、春江、妙山河等地层中的部分砂土都存在着振动液化的可能性。饱和砂土振动时可能引起液化，而以地震引起的大面积砂土液化的危害性最大，景要表现为液化的砂土层在喷砂冒水时流走了大量砂土，桥梁墩台地基产生不均匀的沉陷，从而引起墩台倾斜、断裂、梁身坠落，拱身上挤或坍塌；在桥梁岸坡的饱和粉、细砂层，由于液化而丧失抗剪强度，使土坡失去稳定，沿着液化层滑动；桥梁地基中的砂土层因液化而失去承
6、载能力，使地基整体失稳而破坏。1 5活动性断裂海南省处于新构造比较明显的地区，地震构造复杂，断层发育，断块间陷隆起差异性强烈，新生代以来活火山活动频繁，近代地震活动频繁且强度高，对修建高速公路有不良影响。在活动性断裂附近修建桥梁，如果结构类型、基础型式选择不当，往往强度比较高的地震活动时引起结构失稳，从而引起桥梁结构的失稳、破坏。2、工程处治措施2 1软土地基工程处治211置换法适用于软土层厚12米范围，方法是将软土挖除，用粗粒透水性能好的砂砾土回填，彻底改变土层的性质。212抛石挤淤法适用于软土层厚度在13米范围，且一般是塘堰等局部区域。方法是在路基底部抛设一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围
7、，以提高地基的强度。213预压法适用于软土层厚在35米范围，或者地基表层有12米左右的硬土层，则可采用砂垫层或预压路基土，应采取分层逐渐预压，有一定时间间隔，切不可抢进度一次到位，在分层预压过程中应随时观察地基变化和下沉量，即预压效果，以此均衡地将软土层中的水分逐渐排挤出路基范围之外，增强地基的强度和承载能力。214土工织物加固适用于浅层软土地基加固，一般在35米范围，则可用土工布或塑料网格平铺于路基与地基接触面，如用塑料网格则在其上可浇灌薄层水泥混凝土，然后在其上逐渐分层填筑路基土，使其均匀下沉。此时也应随时观察其下沉量和地基的变化，所填路基不能一次到位。215石灰桩、碎石桩适用于软土层厚5
8、米范围内，基功能是挤密排水，减少软土层中含水量，增强土层强度。一般用钻孔机钻好梅花式孔眼，间距在11.5米之间，将碎石或石灰灌入孔内并加夯实。石灰桩也可用旋喷式钻孔机实施，边钻边加生石灰粉，使其与软土搅拌混合成桩。216粉喷桩适用于软土层厚5米以上，且表层有一定厚度硬土层，采用水泥粉旋喷桩效果显著，但因造价较高，一般在小型排水构造物或大、中桥桥头路堤等地基局部范围使用。217竖向塑料排水板适用于软土层厚5米以上，地表有2米左右硬土层，采用竖向塑料排水板（插板）加砂垫层法，平面布置为梅花形，间距为1.5米，施工前，需清理整平地表，做成路拱形，路基范围以外两侧深挖两条排水沟。铺上3050厘米厚砂垫
9、层，使用专用塑料排水板插板机操作，逐根将塑料排水板随钻头插入软土层中，其深度依据软土层厚度而定。横向挖沟漕埋置密封砂袋或横向塑料排水板，并与竖向排水板顶部相连。通过竖向排水板吸水经过横向密封砂袋或排水板排出。22膨胀土工程处治膨胀土的特性是干缩湿胀，所以，在开挖路堑时，要速战速决，对所有开挖的坡面采取“快速有效，保湿防渗”的封面防护措施，既保持土体一定的湿度，又要防止地面水的渗入，控制土体不致发生大幅度的干缩湿胀变化，以确保土体的整体稳定，为进一步修筑防护工程打下基础。221一般性措施在路堑坡顶和坡腰设置浆砌片石天沟和截水沟，使地面水及时地从沟中排出，防止水的渗透。遇有地下泉眼或地下水渗出时，
10、则应设置渗沟或埋设蜂管引出。然后再用封面材料将坡面进行封闭。利用膨胀土填筑路堤时，则应与普通土分层填筑碾压紧密，分层厚度控制在30厘米左右，路堤顶部1米范围切忌用膨胀土填筑，路基两侧边坡外露部分最好用粘性土或灰土进行包边。222卸载法当是较弱的膨胀土时，其高度又不太大，则可采取卸载法，开挖清除，并放缓边坡坡率到1：1。75或1：2左右，在坡面上及时种植草皮栽上灌木丛，也可采用网格状护坡，拱形护坡，其间用三合土或石灰土进行封面。223封面法若是较强膨胀土，其坡面则应用浆砌片面封面，甚或用水泥混凝土封面，也可用柔软性卷材（如维尼龙涂塑布）封面，其封面效果均较理想。224挡土墙防护适用于较强膨胀土的
11、整治，在路堑边坡坡脚处设置与排水沟连成整体的仰斜式挡土墙，有的沿坡面而上设置23道挡土墙，并结合以上几种封面法综合使用，以此防止膨胀崩塌。225预应力锚杆框架护坡适用于较强膨胀土的整治。由框架梁、锚杆、锚具组成，其锚杆要求深入强化层中足够的深度，起到锚固作用，此法效果较好，造价也适宜。3 3土地沙漠化工程处治231填方路基应以低路堤为主，采用振动压路机和履带拖拉机分层碾压，边坡采用叠铺草皮、粘土包边、平铺土工格栅、浆砌片石等措施进行防护。232挖方路基应做好截排水工程，边坡采用叠铺草皮、粘土包边、平铺土工格栅、浆砌片石等措施进行防护。233防护工程、排水工程、小型构造物基础施工时应对地基进行严
12、格的夯实。234沿线1020米范围进行种草植树，固沙防风，做到根治或减缓沙害。2 4砂土液化工程处治241在砂土液化土层上修建桥梁时，应优先采用中小跨径静定结构。242桥梁墩台应尽可能穿过砂土液化层或埋深至地表以下到少10米，尽量采用桩基础或沉井基础。243桥强地震主动土压力应考虑砂土液化的影响。2 5活动性断裂工程处治 251在活动性断裂附近修建桥梁时应优先采用中小跨径静定结构。252桥梁的下部构造应采用整体性较好的结构形式。253抗震基本裂度应考虑提高一度采取抗震措施。3、结束语海南省在高速公路修建中，对不良工程地质应遵照投资少、效益高和安全实用的技术经济政策，结合材料供应，工期要求和施工
13、技术等因素，按照因地制宜，就地取材的原则进行工程处治，使工程处治措施技术上先进、经济上合理，把各种不良工程地质造成公路病害的经济损失减少到最低程度。 参考文献1、中化人民共和国行业标准，公路路基设计规范（JTJO013-95），人民交通出版社，19962、同济大学土力学与基础工程研究室等编，土质学与土力学，人民交通出版社，19793、常土骠主编，工程地质手册（第三版），中国建筑工业出版社，19924、赵全安，不良水文地质对公路的危害与防治，湖北省公路学会道路专业委员会，19965、赵光明，沿海地区软土地基处理技术在路桥工程中的应用，中南公路工程，1997（1）6、李斌主编，特殊地区公路：膨胀土地区，人民交通出版社，19937、何度心等编，桥梁抗震计算，地震出版社，1991
