本條以城鎮道路工程為主簡要介紹地表水、地下水分類及對工程施工的不利影響。
一、地下水分類與水土作用
(一)地下水分類
1.地下水是埋藏在地面以下土顆粒之間的孔隙、巖石的孔隙和裂隙中的水。土中水有固、液、氣三種形態,其中液態水有吸著水、薄膜水、毛細水和重力水,其中毛細水可在毛細作用下逆重力方向上升一定高度,在O℃以下毛細水仍能移動、積聚,發生凍脹。
2.從工程地質的角度,根據地下水的埋藏條件又可將地下水分為上層滯水、潛水、承壓水(圖1K411024)。上層滯水分布范圍有限,但接近地表,水位受氣候、季節影響大,大幅度的水位變化會給工程施工帶來困難。潛水分布廣,與道路等市政公用工程關系密切。在干旱和半干旱的平原地區,若潛水的礦化度較高,而水位埋藏較淺,應注意土的鹽漬化。鹽漬土可使路基出現鹽脹和吸濕軟化,因此在該地區筑路要做好排水工作,并可以采用隔離層等措施。承壓水存在于地下兩個隔水層之間,具有高水頭補給,一般需注意其向上的排泄,即對潛水和地表水的補給或以上升泉的形式出露。圖1K411024地下水埋藏條件與分類示意圖
(二)水土作用
1.工程實踐表明:給道路路基的施工、運行與維護造成危害的諸多因素中,影響最大、最持久的是地下水。水與土體相互作用,可以使土體的強度和穩定性降低,致使道路路基或地下構筑物周圍土體軟化,并可能產生滑坡、沉陷、潛蝕、管涌、凍脹、翻漿等事故。因此市政公用工程,特別是城鎮道路的安全運行必須考慮沿線地下水的類型、埋藏條件及活動規律,以便采取措施保證工程安全。
2.道路沿線地表水積水及排泄方式,臨近的河道洪水位和常水位的變化;也會給路基帶來滑坡、沉陷、凍脹、翻漿等危害。為防止水流等因素對路堤或路塹邊坡的危害,保證路基邊坡的穩定性,應根據當地的具體條件和工作特點,分別采取防護與加固措施,并應考慮與當地環境協調,注意街道美觀。
3.地下水位和地下水的運動規律,其他形式的水文和水文地質因素對路基或其他構筑物基礎的穩定性有影響,也是影響主體結構安全和運行安全的重要因素,需要在工程建設和維護運行中采取必要措施。
二、地下水和地表水的控制
(一)路基排水
1.路基的各種病害或變形的產生,都與地表水和地下水的浸濕和沖刷等破壞作用有關。要保證路基的穩定性,提高路基抗變形能力,必須采取相應的排水措施或隔水措施,以消除或減輕水對路基穩定的危害。
2.路基排水分為地面和地下兩類。一般情況下可以通過設置各種管渠、地下排水構筑物等辦法達到迅速排水的目的。在有地下水或地表水水流危害路基邊坡穩定時,可設置滲溝或截水溝。邊坡較陡或可能受到流水沖刷時,可設置各種類型的護坡、護墻等。
(二)路基隔(截)水
1.地下水位接近或高于路槽地面標高時,應設置暗溝、滲溝或其他設施,以排除或截斷地下水流,降低地下水位。
2.地下水位或地面積水水位較高,路基處于過濕狀態,或強度與穩定性不符合要求的潮濕狀態時,可設置隔離層或采取疏干路基等措施。路基疏干可采用土工織物、塑料板等材料或超載預壓法穩定處理。
三、危害控制措施
(一)路基與面層
1.路基結構形式要滿足設計要求,施工嚴格控制基層內的細料含量。在潮濕路段,應采用水穩定好且透水的基層。對于凍深較大的季節性凍土地區,應有預防凍脹和翻漿的危害的具體措施。
2.面層結構除滿足其他設計要求外,應考慮地表水的排放,防止地表水滲入基層;且其總厚度要滿足防凍層厚度的要求,避免路基出現較厚的聚冰帶而導致路面開裂和過量的不均勻凍脹。如果面層厚度不足,可設置以水穩定性好的砂礫料或隔溫性好的材料組成墊層。 。
(二)附屬構筑物
1.過街支管與檢查井周接合部應采取密封措施,防止滲漏水造成路面早期塌陷。
2.管道與檢查井、收水井周圍回填壓實要達到設計要求和規范相關規定,防止地表水滲入造成對道路的破壞。
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