第八章公路工程地质问题

第八章公路工程地质问题

工程建筑与工程地质条件（地质环境）相互作用、相互制约而引起的，对建筑本身

的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生的影响的地质问题称为工程地质问题。

第一节路基工程地质问题

路基所出现的各种软化、变形和整体失稳一般称为路基病害。路基病害常与特殊的工程地质条件有关，其实质是路基工程地质问题。

一、路基不均匀变形

路基不均匀变形以路基沉陷变形较为常见，但也包括鼓胀变形。除路基施工碾压不够外，特殊的工程地质条件常是主要原因。软土、湿陷性黄土、多年冻土、岩溶空洞和地下矿山采空区等分布区域的路基常出现路基沉陷变形，而在盐渍土和膨胀土分布地区的路基则出现不均匀鼓胀变形。

1、软土路基沉陷

软土具有强度低、压缩性高、含水量大和透水性小等不利的工程性质。在软土上修筑公路时，经常遇到软土地基压缩变形和地基剪切破坏带来路堤过大沉陷和破坏两大工程问题。软土地基处理方法一般有换填法，抛石挤泥法，反压护道法，砂垫层法，预压、沙井或袋装沙井、挤密沙桩、塑料板等排水法，石灰、水泥或化学药剂加固法等。

2、黄土地基沉陷

黄土路基常出现路堤下沉、坡面冲刷、边坡滑塌和滑坡、冲沟侵蚀路基等工程病害。特别是湿陷性黄土浸水后结构迅速破坏而发生显著的附加下沉，工程病害更是经常发生而且强烈。

3、多年冻土路基变形

由于修筑公路破坏了多年冻土的水热平衡状态，吸热大于散热，多年冻土逐渐融

化，引起路基基底发生不均匀沉陷，或由于水分向路基上部集聚而引起冻胀、翻浆。另外，路基下的冰丘、冰锥和季节活动层的冻融作用往往会使路基鼓胀，引起路基、路面的开裂与变形；当冰丘、冰锥溶解后，路基又发生不均匀沉陷。

4、膨胀土路基变形

膨胀土因特殊的工程性质对工程建筑产生多种危害，而且变形破坏具有反复性。在膨胀土地区，房屋建筑常普遍出现开裂变形；，路面常出现大范围、大幅度的随季节变化的波浪变形；路基常出现的病害有不均匀鼓胀和沉陷，沿路肩部位的纵裂和坍肩，在路堑边坡和路堤边坡的剥落、冲蚀、溜塌、坍滑和滑坡，有“逢堑必滑，无堤不坍”之说。

这些病害的产生必须具备两个基本条件：一是土具有胀缩特性，；二是水的渗入，。因此，控制填土的性质或改善土的胀缩性，减小路基、路面水的渗入，是防治膨胀土道路病害的重要手段。

5、盐渍土路基变形影响路基盐胀的主要因素有土质、含盐类型、含盐量、土的含水量、土体密度、温度及其变化过程等。

空隙较小的粘性土和空隙较大的砂性土不利于水和盐分的迁移，对盐胀不利。一般来讲，盐胀最为强烈的土为粉性土。

各种盐类中，以硫酸盐的胀缩最为明显，其中又以Na2SO4 最强烈，氯盐和碳酸盐类

的胀缩性较小。

6、岩溶和采空区路基沉陷

岩溶地区路基的主要工程地质问题有：由于地下洞穴顶板的坍塌，引起位于其上的路基及其附属构造无发生坍塌、下沉或开列；由于地下岩溶水的活动，或因地面水的消水洞穴阻塞，导致路基基底冒水、水淹路基、水冲路基以及隧道涌水等病害。

地下矿山采空区塌陷常造成地面大范围沉陷，给位于其上的公路带来路基路面变形和破坏。

二、边坡工程地质问题

边坡受岩性、构造等地质条件和风化、水的渗入和冲刷等自然地质作用以及人工开挖等工程活动的影响，常出现坡面变形和整体失稳破坏二类工程病害。在山区高等级公路建设中高大边坡大量出现，因此边坡工程地质问题会愈来愈严重，破坏和造成的损失也会更加严重。

（一）坡面变形坡面变形是指路堑（或路堤）边坡坡面的局部破坏，包括风化剥落、落石、冲刷和表层滑塌等类型。

剥落是指岩质路堑边坡岩体在风化作用及地表各种地质营力作用下，岩体表层破裂成小不等的岩屑，滚落在坡脚下就地堆积。剥落多发生在坡

坡面冲刷是雨水顺坡面流动时将松散的颗粒带走，而在坡面上冲刷出一条带状小纹沟。

表层滑塌是由于边坡上有地下水出露，形成点状或带状湿地，产生的坡面表层滑塌现象。这类破坏由雨水浸湿、冲刷也能产生。它往往是边坡更大规模变形破坏的前奏。对已发生的破坏应及时整治，避免进一步发展。疏导和拦截地下水，保持坡面干燥，可以制止边坡变形的发展。

（二）整体失稳整体失稳是指边坡的整体塌滑和滑坡。塌滑时边坡上部或顶部地面下沉、出现多条拉张裂缝，边坡中、下部向外鼓胀，显示出边坡整体滑动和破坏的征兆。

第二节桥梁工程地质问题

在桥梁施工、运营时遇到的问题：有的将墩、台设在滑坡上，基坑开挖时引起滑坡复活，

而使已建成的墩、台错位，有的墩、台建在岩溶洞穴上，致使墩、台倾斜无法使用

一、桥位选择的工程地质问题

桥梁位置的选择应该综合考虑线路方向、选线设计技术要求、城乡建设、交通水利设施的要求和地形、地质条件等多方面因素。一般，中、小桥位置由线路条件决定，特大桥或大桥则往往先选好桥位，然后再统一考虑线路条件。必须十分重视桥位地段的地质、地貌特征和河流水文特征。

1桥位应选择在岸坡稳定、地基条件良好、无不良地质现象的地段；应尽可能避开大断裂带，尤其不可在未胶结的断层破碎带和具有活动可能的断裂带上造桥。

2从河流的情况来看，最理想的桥位应选择在水流集中、河床稳定、河道顺直、坡降均匀、河谷较窄的地段，桥梁的轴线与河流方向垂直。

3选择桥位时，首先要研究地貌条件，了解河水对河床和岸坡冲刷作用的规律，避开那些有河床变迁，巨大河湾、活动砂洲的不良地段。还要大致判定河谷内覆盖层的厚薄、基岩埋藏深浅，以便合理选定桥位。

一）山区河流桥位条件山区河流多在山峦起伏的深涧峡谷中流动，其特点是坡降大，水流急，河谷较深，河床中常有基岩裸露，或由巨砾、粗砂沉积覆盖，覆盖层一般较平原河流薄。山区河流的水文特征是：洪水暴涨暴落，洪峰次数频繁，持续时间短，流量及水位变化幅度较大。

根据山区河流的特点及勘测设计实践，选择山区河流的桥位时，应考虑如下几个原则1.桥渡线尽可能选在河道顺直、水流通畅地段，避免在河弯、砂洲，河心孤石突起及河道急剧展宽等河段通过。

2.桥渡线宜选在河槽较窄的峡谷段通过，并应同时考虑施工方法与施工场地的布置问题。当由于峡谷段水深流急，一跨不成，必须在河中建墩时，为避免基础施工困难，也可在开阔段通过。

3.桥渡线应避免在两河交汇或支流汇入主流的河口段通过，避免两河洪水涨落时间