【摘 要】路基建設質量的好環,將對公路的正常運營產生直接的影響,也關系到以后修補的程度與時限。不同的地區,由于地質環境等因素的影響,會造成多種公路路基病害。施工過程中,采取有效的措施降低其發生的可能性,是確保公路交通安全運行的有效保證。為此本文主要對公路路基各種病害的維護及加固技術進行了探討。
【關鍵詞】公路路基;病害;防治措施
路基作為路面的基礎是公路組成的主要工程結構物之一,為路面結構長期承受車輛荷載作用提供了重要的保證。其是在天然地面表面按照路線位置和設計斷面的要求填筑或開挖形成的巖土結構物,根據地形條件的差異,可分為兩種基本形式:路堤和路塹,俗稱填方和挖方。下文主要對兩種形式產生的病害及其防治措施進行了分析。
1 公路工程填方路基病害防治技術措施
1)路基翻漿處理技術措施:凍脹與翻漿是季節凍土與多年凍土地區所特有的兩種公路病害,主要分布在我國北方寒冷地區和南方高寒山區以及青藏高原。路基翻漿治理方法主要有路床換填改性土法、擠密鉆孔樁夯實法、石灰混凝土樁復合地基法、土工織物法、高壓噴射注漿法等。
2)路基沉降及強度不足病害處理技術措 施:高填方路基在施工和工程完工后由于自然環境的影響和汽車荷載的重復作用,會出現一些路基病害,引起路基的整體下沉或局部沉陷。其主要處理方法如下。①表層壓實法:因填筑土質不符合要求而出現路基下沉但面積不大且深度不深的病害,可采用簡便快捷的表層壓實法。②強夯法:強夯法指的是為提高軟弱地基的承載力,用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結的方法。它不僅能提高地基土的強度、降低其壓縮性,還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。③固化劑及攪拌樁法:固化劑作為一種特殊的建筑材料,其不同的物理性質和化學成分可解決不同類別和特點的土質的固化問題,有的適合于表層或淺土層的固化,有的適合于深層土的固結,它是通過采用特殊工藝將漿液注入土中使土固結。攪拌樁處理軟基土是通過專門的機械,將石灰或水泥等固化材料以粉體或漿液的形式噴出后,在地基深處就地與軟土強制攪拌,利用固化劑和軟土之間新發生的一系列物理化學反應,在原地基中形成強度、剛度較大的樁體,同時也使樁周土體性質得到改善,樁體與樁間土體形成復合地基,共同承擔外荷載。④灌漿法:灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管將漿液均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密等方式占據土粒間的空間,漿液將原來松散的土粒膠結成一個整體,形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩定性能好的“結石體”。⑤砂石樁法:在地基中采用沉管法、振沖法或其他方法設置密實的砂樁或碎石樁,以置換同體積的黏性土形成砂石樁復合地基,以提高地基承載力。同時砂石樁還可以同砂井一樣起排水作用,以加速地基土固結。
3)路基側滑處治技術措施:對于路基側滑的處治,可根據其發生的時間不同區別對待,一種是路基施工過程中發生的側滑,可采用結合路面基層施工同步加固的方案;另一種是通車以后發生的側滑,應盡量采用既不影響交通,又能保證加固效果的加固方案。抗滑鋼管樁技術是通過沿路基邊坡頂部設置一排鋼管樁,進行注漿,并設置縱向聯系梁形成整體。此項技術可利用鋼管樁的剛度和強度來抵抗路基土的側滑力。注漿是路基處理中最常用的工程措施之一,其原理是通過向路基內注入水泥或水泥一粉煤灰漿體,以改善路基土的特性,提高路基強度和整體的承載能力。復合錨桿樁是利用錨桿技術及其機理而衍生出的一種新的失穩巖土體加固技術。此項技術可以將樁頂承受載荷有效地分布在不同的承載部位,比一般錨桿可提高承載力3倍~5倍,特別適用于失穩路基的加固。側向預應力錨桿是在路基側面打2排~3排下向斜孔,孔底越過滑移面2m~3m,坡面布設混凝土聯系梁,錨桿端頭由聯系梁預留孑L露出,注漿后施加預應力,將端頭鎖定。整個坡面噴射一層鋼筋混凝土使之形成整體,提高路基整體強度。預應力混凝土管樁是采用先張預應力,摻加高效減水劑,高速離心蒸汽養護工藝的空心圓筒細長的預制樁,將下滑力傳給地基土的具有一定抗彎、抗壓性能的受力桿件,在我國南方應用比較廣泛。
2 公路工程路塹邊坡病害防治技術措施
路塹邊坡防護加固工程的病害處治,主要是基于抑制路塹邊坡各種變形和破壞的可能性,設計防護加固工程措施,包括坡面變形防護、淺表層變形防護、塊體變形防護、深部變形防護、坡腳應力集中防護和地表地下水的引排處理等對策技術。其主要處理方法包括:地下排水工程;地表排水工程;削坡減重工程;預應力錨固技術,對滑帶巖土體施加壓應力,達到控制變形的目的;支擋工程,通過設置擋土墻、抗滑樁、抗滑片石垛、錨桿加固等,抵抗滑坡體的土壓力和滑坡推力,防止滑體向下滑動,保證滑體的穩定;滑帶土的改良,通過灌水泥漿、打砂樁、旋噴等方法進行加固。
3 公路工程特殊土路基病害的防治技術措施
1)鹽漬土路基處理技術措施:鹽漬土具有鹽脹和溶陷性,同時容易受到凍脹和次生鹽化的影響。該土質路基處理技術措施主要包括:換填土層;提高路基,防止路基凍脹或受次生鹽漬化的影響;路基的隔水、輸水、導水,防止毛細水上升引起的鹽分遷移,一般可采取鋪設防水上滲的土工布、滲水土層等隔斷層;其他方法為:以鹽治鹽法、強夯法、浸水預溶強夯法。
2)濕陷性黃土地基處理技術措施:濕陷性黃土地基處理的目的是改善土的性質,減少土的滲水性、壓縮性,控制其濕陷性的發生,部分或全部消除它的濕陷性。采用的處理方法包括:對路基原地表土層采取重機碾壓、重錘夯實、石灰擠密加固、換填土、沖擊壓實等,提高土層承載力,減少下沉量;采用灰土或素土墊層,清除墊層范圍內的濕陷性,減輕或避免了地基附加壓力產生的濕陷;灰土擠密樁,形成人工“復合地基”。
3)軟土地區病害處理技術措施:泥沼、軟土地帶的路基,多因地面低洼、降水充足、地下水位高、含水率飽和、透水性小、壓縮性大、抗剪強度低,在填土荷載和行車作用下,容易出現沉降、凍脹、彈簧、沉陷、滑動、側擠等病害。軟土地基加固處理較多,主要包反壓護道法;排水固結法;擠密法;水泥土攪拌法;化學加固法,包括硅化法、旋噴樁;土工布或土工格柵加筋法。
實例分析。病害情況:該路段長約60m,左側0m~10m處,路面不同程度出現裂縫,路面下沉5cm~10cm,路基少半幅坍塌。
分析:該路段屬于半填半挖式路基,在長期湖水滲水作用下,近湖水一側的路基土遇水軟化,其自身重量所產生的剪切力,超過了粘結力和摩擦力所構成的抗剪力,因而土體沿松動面下墜散開,致使路面出現強性裂縫,路基坍塌破壞了路基的整體性,導致交通中斷,是比較嚴重的水毀病害。
原因:①路基沖刷防護加固措施不到位,導致其極易受水流沖刷。②該路段路基所填土質較差,土的抗剪強度較低。③路基排水不良,使得水流滲入路基。
治理方法:①在沿河路基邊坡設砌石護坡和水泥混凝土預制板等,以此抵抗水流的沖刷。②對影響路基穩定的地面水予以攔截,并排到路基范圍之外。
4 結語
路基病害直接威脅著公路運行車輛的安全,也給日常養護、維修工作帶來不便,我們要在分析發生這些病害的原因的同時,采取一系列有效的措施,對癥下藥,將其產生的可能性降到最低程度,有效地保證公路的安全運行。
參考文獻
[1]孫楠.公路施工中的路基加固技術研究[J].企業導報,2012,(2)
[2]趙俊峰.淺析路基對公路病害產生的影響[J].黑龍江科技信息,2011,(34)
[3]孫秀東,孫宏亮.淺談山區公路路基病害處理措施[J].價值工程,2011,(30)