田玉偉
摘 ?要:路基的防護和加固是保證路基穩定、預防公路病害的基礎。公路路基一旦出現問題,將會直接影響到公路的質量和運作。因此,隨著公路事業的發展,公路路基缺陷加固技術開始逐漸受到人們重視,文章從公路路基的常見缺陷出發,對路基加固技術進行研究和分析。
關鍵詞:公路;路基缺陷;加固技術
中圖分類號:U416.212 ? ? 文獻標識碼:A ? ? ?文章編號:1006-8937(2014)35-0019-02
路基是公路最重要組成的部分,是路面質量好壞的基礎,它的牢固程度將直接影響到路面的品質。調查顯示,我國路面出現的壞損有6成以上是由于路基的原因造成,而壓實強度低、程度弱和路基排水不暢往往是導致路面壞損的直接原因,而且一旦路基出現問題修復難,花費高,路基建設不合格的公路投入使用后往往得不償失。因此要加大對路基的修筑,做好路基加固,為公路的高質量打好根基。
路基主要有滑塌、坍塌、路堤沉陷和路基滑動等缺陷。而出現這些缺陷的主要原因就是路基填料不當、壓實不足或者填筑方法錯誤。此外,公路構造面軟弱、坡腳沒有進行支撐等也是路基出現這些缺陷的原因。由于自然條件下的路基填料強度弱、穩定性差,因此很難滿足行車荷載。這就要求對路基進行人工壓實及加固處理,以保證路基符合設計規范要求。只有做好路基壓實工作,保證路基強度,解決好路基的穩定性,才能在此基礎之上建立合格的公路。
1 ?機械碾壓加固技術
機械碾壓技術是目前用于地基加固的比較常見的壓實技術。它是利用壓路機等碾壓機械在路基表面行走所帶有的自重力將原本松散的土壤壓實并加固,盡量使路基不透水,從而增強路基的強度和穩定,防止行車荷載造成路基的下沉。這種方法比較適合壓實砂土、粘性土等飽和度較低的土壤,因此常被用于水位線以上的大面積路基壓實,也可為非飽和性粘土的地基做一些淺層的處理。這種技術應用的原理與操作方法如下:在一定壓實作用下的泥土中,水含量變小,土壤顆粒間吸引力就會加大,導致顆粒間移動相對困難,干密度隨之變小。當水含量增加,土壤顆粒間的相互吸引力就會減小,土壤顆粒在外力作用下發生移動,從而加大了密實程度。這種技術在操作時,首先進行公路填方。填方要從低處開始,自下往上對路基進行分層碾壓。為了提高效率,可以在碾壓之前將鋪土推平用推土機先低處預壓,先保證表面平坦堅實,然后再用碾壓器械進行碾壓。操作過程注意的是一次填土不要過多,厚度最好小于30 cm,其次碾壓過程中行駛速度要保持勻速并且壓實次數不應少于6次,當土表層太干時可以適當灑水,掌握好土壤含水量從而保證填入的土層都能很好的結合。
2 ?重錘夯實技術
這種地基加固技術由法國首創。首先先用鋼筋混凝土支撐一個直徑在1~1.5 m,重量在1.5 t以上的圓錐體大錘,通過夯實效應,地基內會產生強大的動應力與沖擊波,這種沖擊波會迫使地基周圍的土密實固結,從而達到加固路基的目的。這種加固技術適用于略濕的粘性土、砂土和雜填土,并且地下水位多在0.8 m以下。同樣,這種技術在應用之前也需要進行實驗,如果在實驗過程中出現錘體彈跳的現象時,應該馬上修改方案,改變加固措施。因為無論是什么樣的地基加固技術,其應用的目的都是為了增加地基穩定度。如果在實用重錘夯實技術以后地基的硬度仍然沒有達到標準要求,可以再進行一次夯實。
3 ?注漿加固技術
當路基的下沉面積比較大且深度很深的時候,比較適合采用注漿法來加固路基,也叫注漿技術。在一些地區的公路修建當中,地基填料多是以碎石土為主,受客觀因素影響對路基的壓實采用機械碾壓的技術往往很難達到加固要求,強行實用必然會影響路基的強度,給公路修筑留下隱患。因此,在這樣的背景下,注漿加工技術便應運而生。
注漿技術的基本操作是在適當的壓力之下,將水泥漿液灌入路基填料的縫隙里,用水泥將這些碎石土組合成新的石體,這為路基穩定性的加大提供了很好的幫助。由于水泥漿液的擴散力和壓力的大小關系密切,因此對于不同填料的路基,灌漿采用的壓力也要根據填料的密度、鉆孔的深度和初始壓力等因素的不同而變化。由于準確預知這些因素比較困難,因此在使用注漿技術之前一定要先進行實驗方可繼續操作。
4 ?粉噴加固土樁技術
這種加固技術是屬于攪拌加固地基的一種方法,而且適用于深層攪拌,處理10 m以內的路基下沉十分有效。這種加固地基的技術操作是以粉體作為加固材料,在使用過程中無需注入水分,而是利用地下水。因此,利用此技術加固以后的地基承載力要比漿噴注高,而且無需預壓就可以得到較高的地基復合承載力。用這種技術加固以后的地基,下層的沉降量可比地基沉降總量低5成左右,效果非常好。
根據工藝的不同,這種加固技術可以分為塊狀加固、柱狀加固和壁狀加固三種操作方式。在施工前先了解地基各個土層的土質、厚度和土的承載力、含水量等詳細情況,還包括地下水地面的標高、地質剖面圖等。使用粉噴樁加固技術的目的是保證地基承載力,減少地基沉降,滿足后續公路建設需要,所以在進行加固設計時要考慮樁的長度、強度和樁距等。然而在進行粉噴加固設計時,很難一次就達到技術要求,因此要對樁長和距離等進行多次測量,以保證計算準確。
粉噴加固土樁技術流程:①先把樁位對正,然后調整鉆機的機身,使鉆桿保持垂直,接著啟動鉆機開始下鉆,當攪拌鉆口靠近地面后,便啟動空壓機,開始為鉆進送氣。②當鉆孔到達設計深度時,停止送氣關閉閥門,噴送用于加固的粉料。③確定粉料到達樁底以后,提升攪拌鉆頭,值得注意的是,提升期間不得使用三檔。④當提升到樁頂的標注高度以后停止噴粉。
粉噴樁是一種快速處理軟土地基,是減少后期沉降的有效辦法之一,而且工期段,設計合理,是現在高等公路處理軟土地基的一種實用、有效的辦法。
5 ?路基邊坡支擋加固技術
路基邊坡是指路基周邊由于施工所形成的邊坡,它是路基主體的周邊成分,對路基的安全和穩定起著重要的支撐作用,一旦處理不當,很容易導致公路出現坍塌、剝落。因此,為了保證地基環境的安全,也需要對有潛在危險的路基邊坡采取措施進行穩固。目前對路邊邊坡的加固措施分為主體措施和輔助措施,主體措施就是在路基邊坡放置支檔結構,讓邊坡可以維持力學平衡,而輔助措施通常為邊坡排水系統,從而減少路基被水侵蝕的幾率。支檔結構可以有效的支檔不穩定的邊坡巖體,保證路基邊坡的穩定性。當邊坡的坡體松散、破碎時,可用壓力注漿的手段將坡體加固。也可以使用錨桿加固,往邊坡的地層中打入錨桿,對于路基邊坡的加固,錨桿起到了類似螺絲的作用。此外,土釘和預應力錨索也可以用于加固路基邊坡。只不過土釘加固的技術比較適用于淺層邊坡的加固,而預應力錨索的加固技術則適用于深層邊坡的加固。
6 ? 結 ?語
上述常見的路基加固技術都可以達到增強路基強度、保持路基穩定的目的。但是由于客觀因素和技術自身的局限性,使得它們不能適用于每一個公路建設項目。這就要求在路基施工建設過程中,相關人員要根據設計要求并結合路基的基本情況和周邊環境來綜合考慮,避免盲目的、不切實際的操作,科學合理地選擇路基加固法,保證路基質量,為公路的修建打下堅實的基礎。
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