曲阜市交通运输局 山东 曲阜 273100
摘要:公路主体工程的路基,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受路面传来的荷载,所以它即是线路的主体又是路面的基础。其质量好坏,直接影响公路的使用品质。
关键词:公路施工;路基加固;技术
前言
随着我国市场经济的快速发展,公路的建设在迅速增加,其施工技术和工艺的也在不断的进步,人们对道路的综合性能要求也越来越高。而路基工程建设作为公路交通工程建设施工的重要组成部分,其施工质量的优劣将直接影响到道路工程整体项目的施工建设质量。
1公路路基缺陷发生的主要原因
1.1地质地形的缺陷
公路的承载力会因为公路工程所处地段的地面比较软弱加上地质条件也不好,会达不到相应的公路建设要求。尤其在泥沼、劣质土、流沙等这些地面软弱的地段,在填筑之前如果没有进行严密的压实,同时也没有进行换土的话,势必地基的处理就不够到位,由此公路建设的要求也就和地基的实际压实度不相符合。地基的实际压实度不够的情况下,地面的土壤在受到应力的情况下就会发生移位或者下沉,继而形成路基的沉陷。
1.2公路路基填料
如果公路建设所处地段的土壤是腐殖土、泥沼土等劣质土,或者有大量的冻土、大块土等混合土壤,那这些路段就需要进行补充路基填料。这些补充填石材料如果性质不相同、规格不均匀、大小不相等,那么在填充时就会出现堆积混乱的现象,一旦混乱推挤那么填料之间的空隙就会相应的增大,导致相应的倾向约束性能就较差。一旦路面存在负荷,存在空隙的填料就会产生移动的趋势,结构也就遭到一定程度的破坏,公路路基强度也就大幅减弱最终就会导致相应公路路基的沉陷。
1.3环境和气候
公路所在地域的环境和气候也会对路基的沉陷产生一定的影响,包括降雨量大小、积雪冰冻、干旱洪水等自然灾害。有些公路所处的地段排水性能较差,导致了大量积水的不断往路基下渗,这就使得路面下方的毛细水位上升。当环境的温差非常大时,势必会对土壤结构造成破坏,降低土壤的强度,引起公路路堤不同程度得下沉,继而导致公路路基的沉陷。
1.4水文条件
一般在公路路基设计时都会考虑到防水和排水的问题,但现实中往往路基和边坡的防水和排水效果都不太理想,这主要是由设计理念的差距和节约资金等原因造成的。当公路投入使用后,毛细水不断上升集聚、雨水下渗等原因导致边坡内部填料的强度降低,填方路基整体承载能力降低就会导致路基边坡失稳。
1.5公路设计的缺陷
公路的设计很大程度上决定了路基投入使用后是否发生沉陷,如果设计方案考虑不够周全,那么势必就会造成公路路基的沉陷。设计中导致公路路基沉陷的原因有很多,包括存在的排水设计、断面尺寸设计、防护系统设计、路基的排水方式设计的不当等。在这些影响路基的设计影响因素中,最关键的应该就是路基的排水方式设计,一旦路基的排水方式设计不合理,水就会渗透到路基中,增加了路基填料相应的含水量,继而导致路基的稳定性及强度下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,路基的最大天敌就是水,水相对于路基而言,它具有极大的危害性,排水设计的缺陷会引起排水的不通畅,进而引起路基下沉形成路基缺陷。
2 应对公路路基沉陷的加固技术
2.1高填路堤下沉加固技术
2.1.1换填土复填法
由于填料不符合规范而导致的路基下沉,其下沉面积较小且深度较浅时,采用换填土复填法比较合适。这种方法的具体操作中就是挖出原来路基中存在病害的部分,将浮土完全清除,再整平碾压达到压实度要求后,用符合规范的填料进行回填操作。填料通常采用级配较好的砂砾土,塑性指数满足规范要求的亚粘土最合适。进行回填操作时时,必须扩大挖补面积,且逐层挖成台阶状,逐层由上往下进行填筑,同时要进行碾压密实,压实度要求比原路基压实高1%-2%比较适宜。这种方法只要掌握好路基的填筑方法即可,没有复杂的技术要求。这种方法的优点是成本较低,并且操作起来也方便快捷。
2.1.2固化剂法
现实中出现高填路下沉的状况,有时会更换路基填料会受到一定限制,并且填筑料的数量也较小时,此时就不宜采用换填土复填法,而应该采用在原填料中掺入固化剂的方法。这中方法通过实践证明实施效果比较好,在很多公路上已经成功应用。固化剂是一种特殊的建筑材料,固化剂的物理性质和化学成分不同,类别、固化方法和特点也就不尽相同。按照形态将路用材料固化剂进行分类可以分为固态和液态两种;按照化学成分的构成不同,路用材料固化剂可分为主固化剂和助固化剂两种。其中固体粉状固化剂中主固化剂主要是石灰、水泥、石膏,助固化剂主要为高聚物,包括聚丙烯酞氨、聚丙烯酸或具有活性基的有机化合物;液态固化剂中主固化剂主要是水玻璃,助固化剂主要各种无机盐、碳酸钙、如碳酸镁等。固体固化剂主要用于表层和浅层的固化,一般与土混合加压;液态固化剂主要用于深土层的固结,操作中工艺特殊,将浆液注入土中使土固结。
2.1.3粉喷桩法
对于10m以内路基下沉病害采用粉喷桩加固技术是一种比较合适的处理方法。粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌,固化剂和软土之间新发生的一系列物理、化学反应,在原地基中形成强度与刚度较大的桩体,继而改善桩体周围的土壤性质,通过粉喷桩法,桩间土体和桩提就构成了复合地基,这样它们就能共同承担外荷载,减少公路路基的负荷承载。使用粉喷桩法加固路基,必须对路基病害情况进行充分的调查研究,对粉喷桩施工的设计必须要认真谨慎,设计中考虑的参数包括桩径、桩身强度、桩距、固化剂掺入量等等,施工过程中也要严格掌握固化剂掺入量、粉喷桩龄期、土样含水量、混合料搅拌的均匀性。
2.2路基边坡加固技术
2.2.1注浆加固
当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时,可采用压力注浆这一手段,对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下,通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透,将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的结构整体;通过砂浆柱对破碎边坡岩土起的螺栓连接作用能提高坡体整体性及稳定性。注浆加固可对边坡起到深层加固的作用。
2.2.2锚杆加固
当边坡坡体破碎,或边坡地层软弱时,可打入一定数量的锚杆,对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。锚杆加固为一种中浅层加固手段。
2.2.3预应力锚索加固
当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时,预应力锚索不失为一种较好的深层加固手段。预应力锚杆用来加固边坡工程其加固原理就是给是边坡体设定一个假想滑动面,滑动面以上的锚杆部分与孔壁之间无粘结力为自由段,滑动面下面的锚索体与孔壁粘结在一起称为锚固段。通过锚杆锚固段和端头锚固结构提供的抗拔力及锚杆的抗剪能力,达到稳定边坡的效果。
结语
随着社会对公路技术等级要求的不断提高,对公路路基沉陷问题进行防治,加固公路路基,对于维护正常的汽车运输,保证公路行车安全,维持公路运输的畅通都有着十分重要的意义。同时,防治公路路基沉陷问题,巩固公路路基,在较高等级的公路建设里,可以保证公路的使用的质量,从而提高投资的收益,收到非常好的经济和社会效益。
参考文献
[1]王松根,宋修广.公路路基维修与加固.北京:人民交通出版社,2010.
[2]张湧,杨广庆,吕鹏,张保俭.高等级公路路基病害分析与防治技术.北京:人民交通出版社,2007.
论文作者:孔令波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/28
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