路基及边坡土体中的上层滞水,或埋藏很浅的潜水称为地下水,当地下水影响道路强度和边坡稳定时,应设置暗沟、渗沟和渗井等地下排水设施。
1.暗沟
暗沟又称盲沟,具有隐蔽工程的含义。盲沟沟内分层填以不同结构的颗粒材料,利用深水材料的透水性将地下水汇集于沟内,并沿沟排至指定地点。盲沟在水利特性上属于紊流。
图10-16为单侧边沟下设的盲沟,用以拦截流向路基的层间水,防止路基边坡滑坍和毛细水上升,危及路基的强度和稳定性。
图10-17为路基两侧边沟下设盲沟,用以降低地下水位,防止毛细水上升至路基工作区范围内,形成水分集聚而造成冻胀和翻浆,或土基过湿而降低强度等。
图10-16 单侧边沟下设盲沟
1—盲沟 2—层间水 3—毛细水 4—可能滑坡线
图10-17 两侧边沟下设盲沟
1—原地下水位 2—降低后地下水位 3—盲沟
简易盲沟的排水能力较小,不宜过长,沟底具有1%~2%的纵坡,出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm,以防水流倒渗。寒冷地区的暗沟,应做防冻保温处理或将暗沟设在冻结深度以下。
2.渗沟
采用渗透方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排至指定地点,此种地下排水设施统称为渗沟,作用是降低地下水位或拦截地下水,其水力特性是紊流,但在构造上与上述简易盲沟有所不同。(www.daowen.com)
盲沟有三种结构形式,如图10-18所示。盲沟式渗沟与上述简易盲沟相似,但构造更为完善。当地下水流量较大,要求埋置更深时,可在沟底设洞或管,前者称为洞式渗沟,后者称为管式渗沟。
图10-18 盲沟结构形式示意图
a)填石渗沟(盲沟) b)管式渗沟 c)洞式渗沟
(1)填石渗沟(盲沟) 一般用于流量不大、渗沟不长的地段,是目前公路上常用的一种渗沟。设计时应考虑淤塞失效问题。由于排水层阻力较大,其纵坡不应小于1%,一般可采用5%。
(2)管式渗沟 设于地下引水较长的地段,但渗沟过长时,应加设横向泄水管,将纵向渗沟内的水流迅速分段排除。沟底纵坡取决于设计流速,最大流速应考虑到水管的构造和使用寿命,且不致冲毁管下垫枕材料,一般以不大于1.0m/s为宜,且不应低于最小流速。纵坡宜采用1%~3%,最小纵坡为0.5%,以免淤积。
(3)洞式渗沟 当地下水流量较大,或缺乏水管时,可采用石砌涵洞,洞口大小依设计流量而定。洞身一般设在不透水层内,以便洞内的水排出路基。如果地基软弱,应设置砂石基础。沟底纵坡同管式渗沟所述,最小为0.5%,有条件时适当采用较大纵坡,以利排水。
3.渗井
渗井属于水平方向的地下排水设施,当地下存在多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置,采用立式排水,设置渗井,穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中去,以降低上层的地下水或全部予以排除。图10-19为圆形渗井的结构与布置图例。
渗井施工难度较大,单位渗水面积的造价高于渗沟,一般尽量少用。但当土基含水量较大,严重影响路基、路面的强度,而其他地下排水设施不易布置,其他技术措施(如隔离层)的造价较高,此时渗井可作为方案之一,设计时应进行分析比较,有条件地选用。
图10-19 圆形渗井的结构与布置图例
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