工程建设部门在桥台锥坡土体的设计及施工方面,往往只追求简单经济,而很少考虑锥坡的实际工程质量,这增加了锥坡土体病害发生的概率,如锥体塌陷、溜坡裂缝、局部脱落等。由于这些病害的发生,当锥坡不能平衡车辆对桥台处路基的冲击力时,台身和耳背墙就会发生裂缝或断裂,影响桥台处路基的稳定性,进而威胁桥头行车的安全。本文将对锥坡土体的病害形式、土体病害的影响因素及土体的防护方法进行介绍分析。
锥坡土体病害形式
根据破坏规模锥坡土体失稳破坏形式大小,可分为土体整体失稳破坏和坡面破坏两类。其中,土体整体失稳破坏可细分为:崩塌、滑坡、坍塌;坡面破坏可细,分为:坡面侵蚀、坡面剥落。锥坡土体整体往往失稳破坏是坡面破坏逐渐发展的结果。
1.整体失稳破坏。(1)崩塌,它的特征表现为土体自由坠落或滚动。(2)滑坡,它的特征表现为土体沿某一弱面或朝向坡外的结构面整体向下滑移。(3)坍塌,它的特征表现为土体产生剪切破坏,由坡顶向坡内逐渐扩展。
2.坡面破坏。(1)坡面侵蚀,它的特征表现为土体受雨水作用使坡面产生径流冲蚀,形成冲沟。(2)坡面剥落,它的特征表现为锥坡土体受风化、胀缩作用而形成碎落。
锥坡土体病害影响因素
锥坡土体病害的影响因素分为内部因素和外部因素。内部因素是锥坡土体变形破坏的先决条件,其对土体稳定性的影响是缓慢的;外部因素通过内部因素对土体稳定性产生影响,但其对土体变形破坏的影响是迅速的,明显的,不容忽视的。土体病害影响因素分类如***1。
1.内部因素。(1)锥坡土体的性质。锥坡土体的性质由其物理力学参数来体现,包含有黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比等参数。(2)锥坡的形态。锥坡形态包含坡高、坡角、平面形态、坡面形态以及锥坡的临空条件等。当锥坡形态不利时,例如,坡高和坡角值比较大时,在坡顶会出现张应力,并出现张裂缝,坡角会出现大的剪应力,剪切破坏带形成,这样就极大地降低石坡体的稳定性。
2.外部因素。(1)外部荷载。外部荷载的影响包括地震作用和桥台处车辆的机械振动,前者主要是引起土体结构的松动,破裂面、弱面错位、孔隙水压力累计上升等;后者主要是因振动造成坡体中软弱层的触变液化以及使处于临界状态的边坡瞬间失稳等。(2)水的作用。水对锥坡土体稳定性的影响是多方面的,大多数锥坡土体的破坏都与水有关。这里所讲的水包含地下水和降水,两者对锥坡土体作用的共同之处就是因土体含水量的增加,土体自重增大,土体抗剪强度参数性质发生变化,从而造成土体内部稳定平衡受到破坏。(3)气候条件。气候条件是指降雨、温差变化、降雪等因素。温差越大,降雪降雨越大,对锥坡土体稳定性的影响就越大。通常,温差变化、降雪、降雨等因素既可单独地又可综合地对锥坡土体产生影响。季节性降雨、突然的暴雨和坡面上的冰的融化会引起地下水位的变化,附加的水压力会引起锥坡土体的破坏。在寒冷地区,已充水的裂缝,水结成冰的膨胀力会对土体的稳定性产生影响。(4)风化作用与植被覆盖情况的影响。风化作用可使土体的裂缝增大,强度降低,影响锥坡的形状和坡度,使雨水易于侵入,改变地下水的动态。植物根系可吸收部分地下水,有助于保持坡体的干燥,增加坡体的稳定性。但有时大的根系也可能引起坡体局部崩塌。(5)人为因素。人为因素是外部因素中非常重要的一个方面,它主要包括管理决策部门和工程建设业主对工程锥坡认识不够深入,设计和治理不太合理;建设单位在锥坡施工中监控管理不到位,不够重视;施工单位为了工期和经济利益,未按设计和规范进行施工等。这些人为因素对土体稳定性都会产生一定的影响。
锥坡土体防护措施
在工程中,锥坡因其特殊的部位和结构形态,其土体的防护效果不仅影响自身的稳定性,还影响工程路线的美观。锥坡防护作为整个路基边坡防护中较薄弱的一环,应引起重视。因受内部因素和外部因素的影响,锥坡土体常常出现上面介绍的失稳破坏现象,这就需要对土体采取相应的防护措施。
锥坡不像路基边坡那样路线长,防护方法复杂。锥坡防护相对来说简单一点,其主要是针对土体坡面来防护,具体可分为植被防护、工程防护、综合防护。1.植被防护。如种草、植草皮。2.工程防护。如片石护坡、预制混凝土块防护。3.综合防护。如植被防护和工程防护相结合,或者新型的防护方法。
桥台锥坡土体的综合防护法是一种集边坡稳定加固和生态恢复于一体的防护措施。该法不但能很好的保证锥坡土体的稳定,美化路线环境,而且经济效益有很客观的优势。因此,在锥坡土体防护中应首选综合防护法。
结论
通过介绍桥台锥坡这个特殊构造物在实际工程中可能造成的一系列问题,以期对锥坡土体病害的治理能提供有益建议。
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