公路路基橫向位移產(chǎn)生及控制技術(shù)研究

賀琳

【摘要】本文研究了路基產(chǎn)生橫向位移的因素，并闡述了各個因素對路基橫向位移影響機理；提出了解決路基橫向位移的施工技術(shù)方法，詳細(xì)介紹了各個施工技術(shù)的施工工藝。本文的研究成果總結(jié)對路基施工技術(shù)有著一定的工程借鑒作用。

【關(guān)鍵字】路基；橫向位移；影響因素；施工技術(shù)

1引言

路基是公路交通能夠正常運行的基礎(chǔ)。路基經(jīng)受著土體自重、行車荷載和各種自然因素的作用，路基的各個部位將產(chǎn)生變形，嚴(yán)重時造成土體的位移，危及路基的整體性和穩(wěn)定性，致使公路通行受阻，影響交通質(zhì)量和行人安全。因此，合理的預(yù)防和維護公路路基病害，對于提高公路運行質(zhì)量有很大的意義。本文主要從路基產(chǎn)生橫向位移方面研究提高路基穩(wěn)定性，對道路使用性能有重要研究價值。

2影響因素

路基土橫向位移是指：路基土在行車荷載、土體自重和各種自然因素的作用下，路基結(jié)構(gòu)強度破壞，土體向兩側(cè)擠出。影響它的因素有很多方面，本文研究影響因素只要是忽略土體本身因素的情況下，研究外界因素對路基橫向位移產(chǎn)生的影響。

2.1車輛荷載的作用

由于有的高填方路堤在建成通車以后，其車流量會隨著時間而逐漸增多，交通量日益增多。目前，在我們國家，超載的情況比較嚴(yán)重，這表現(xiàn)在超載的車輛比例大，超載車輛的超載量大，在土體自重和車輛荷載的作用下，路基土剪切強度不足，遭受剪切破壞，使得路基土出現(xiàn)側(cè)向位移。

2.2水的影響

由于很多高填方路堤所屬地區(qū)屬于長期高強度的降水之中，長期雨水的深入以及排水不暢，使得路基土中的含水量增大，再加上行車荷載的作用，導(dǎo)致土中產(chǎn)生反復(fù)的拉應(yīng)力，因此破壞土的結(jié)構(gòu)，并使其抗剪強度降低，從而加劇了路基土側(cè)向位移現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.3氣候與環(huán)境的影響

公路所在地區(qū)的氣候變化和環(huán)境也會對路基產(chǎn)生一定的影響。例如：降雨量大小、干旱洪水、積雪、冰凍天然災(zāi)害等。

2.4公路施工時存在的缺陷

施工時如果施工人員不嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行施工，那么也會產(chǎn)生路面質(zhì)量問題，造成路基的沉陷。施工的影響主要存在于以下幾個方面。（1）路基填充材料的順序不恰當(dāng)，沒有按有關(guān)施工規(guī)范的要求進行合理的科學(xué)的分層，或者填充材料的厚度達(dá)不到要求等。（2）根據(jù)相關(guān)的施工規(guī)范，公路的路基需要合適的壓實機具，并按照正確的操作規(guī)范和要求進行壓實，并且要達(dá)到公路施工規(guī)范關(guān)于壓實度的要求，但是有些在施工中對于壓實的作用認(rèn)識不足，沒有嚴(yán)格按規(guī)范壓實，從而造成路基沉陷以及橫向位移。（3）填充材料的分界處沒有明顯的分界，沒有挖臺階，這樣的后果造成了交界處發(fā)生不均勻的沉陷。因為交界處的填充材料是不一樣的，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，承載的能力不同，因此，在結(jié)合處會出現(xiàn)沉降和移動，從而引起了公路路基的橫向位移。（4）在柔性填土和剛性構(gòu)造的交界處沒有科學(xué)的處理，兩者的強度和穩(wěn)定性差異非常大，對于兩者結(jié)合處的處理不恰當(dāng)，使得填充壓實不夠引起下沉，最終造成了路基的橫向位移。（5）公路施工是露天作業(yè)，在施工過程中的雨天里，排水問題關(guān)注不夠，路基的積水嚴(yán)重，沒有排出，使得部分積水浸入到了路基的內(nèi)部，在晴天施工時積水沒有完全排出就繼續(xù)施工，從而由于土壤中的積水造成了路基的橫向位移。

2.5公路設(shè)計時存在的缺陷

如果公路設(shè)計不當(dāng)，那么也會造成公路路基的橫向位移。公路的斷面尺寸不合理，排水系統(tǒng)不穩(wěn)妥，防護系統(tǒng)不牢靠等都會影響到路基的橫向位移。在諸多的設(shè)計因素中，路基的排水設(shè)計是非常重要的，水如果滲入到路基，會使得路基填料的含水量增加，降低了路基的強度和穩(wěn)定性，因此，水對路基的危害是很大的，在一定程度上可以說，水是路基的大敵。排水不暢通極易造成路基的下沉以及路基橫向位移。

3措施

3.1固化劑法

固化劑法作為一種特殊的建筑材料，固化劑不同的性質(zhì)決定了其不同的特點，石膏，石灰，水泥都是常見的固體固化劑，水玻璃則是典型的液體固化劑。在表層或者淺層土的固化時，用前者和土混合壓實；在深層土的固化時，采用后者經(jīng)過特殊的工藝將漿液注入土中。在公路施工的過程中，需要根據(jù)土的情況分析選擇固化劑。

3.2粉噴樁法

路基發(fā)生沉陷小于十米時，粉噴樁法是非常好的方法。通過專門的機械將固體固化劑噴出，在地基的深處和軟土攪拌，固化劑和軟土發(fā)生物理和化學(xué)的反應(yīng)，在原來的地基中就形成了強度非常大的樁體，改善了樁體周圍土的性質(zhì)，樁體和土共同承擔(dān)了荷載。粉噴樁法施工中需要對固化劑的量，粉噴樁齡期，土樣的含水量等有相應(yīng)的要求。

3.3填土復(fù)填法

當(dāng)路基填料不符合規(guī)范要求時所造成的公路路基沉陷以及橫向位移宜采用填土復(fù)填法。這種方法要求沉陷及橫向位移的面積不大，深度比較淺，優(yōu)點是經(jīng)濟，操作簡單。填土復(fù)填法把出現(xiàn)沉陷或橫向位移的公路的填科挖除，重新整平壓實，達(dá)到規(guī)范的壓實要求，按照規(guī)范的要求用填料回填。回填的材料一般選用砂礫土。回填的時候，挖補的面積要擴大，同時挖成臺階形狀，逐層地填筑，壓實度比原來高出2-3%。

3.4注漿法

公路路基沉陷和橫向位移的面積較大時利用注漿法是解決該類病害的好方法。用注漿法使水泥漿液在適當(dāng)?shù)膲毫ο拢畛湓新坊目障叮纬尚碌穆坊鶎嶓w，從而達(dá)到提高路基的強度的目的。液漿的擴散力和灌漿壓力大小有關(guān)。對于不同填料和不同形狀的公路路基， 路基的密實度， 強度， 壓力，鉆孔的深度等都是影響灌漿壓力的因素，這些因素很難準(zhǔn)確預(yù)知，需要進行現(xiàn)場試驗。注漿的形式有滲透灌漿，壓密灌漿，劈裂灌漿等。

3.5高強度塑料土工格法

高強度塑料土工格柵是種新型土工材料，它具有強度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、適應(yīng)溫度范圍廣、優(yōu)異的耐老化性能等特點。高強度塑料土工格柵有連續(xù)加工成的菱形、六角形、方形等多種網(wǎng)孔形狀，具有抗拉強度高、耐沖擊性、尺寸穩(wěn)定性好的特點，高強度塑料土工格柵具有耐酸堿、鹽等的腐蝕能力，能抵抗所有菌類的侵蝕，并少受老鼠等的侵害，此外，塑料土工格柵在加工過程中添加了抗氧化劑等材料，在常溫狀態(tài)下能保持其性質(zhì)穩(wěn)定，即使在較高溫度下其尺寸變化率也很小，能適應(yīng)任何地區(qū)的路基施工。此外，它還具有重量輕、搬運方便、易于安裝等特點，在公路路基填筑過程中將其填筑于路基之內(nèi)起到防止軟土地基的小均勻沉降作用，使路基在破壞過程中起到連續(xù)過渡的效果。其主要原理就在于塑料格柵夾鋪在路基黃土中，在外力的作用下，網(wǎng)孔中的土柱形成嵌鎖閉合又相互影響的群體，這種單元區(qū)域限制阻礙了填土顆粒的自由運動，改變了填土的受力狀態(tài)，土體在網(wǎng)孔之中形成的張力有利于路基施工的填土壓實均勻與動荷載向周邊的傳遞。這樣就會提高路基的承載能力，減少或消除包括沉陷、橫向位移在內(nèi)的病害發(fā)生，格柵在路基土中起到了鋼筋網(wǎng)格骨架的作用。

4總結(jié)

本文研究了路基橫向位移產(chǎn)生的因素包括為車輛荷載的作用、水的影響、氣候與環(huán)境的影響、公路施工時存在的缺陷、公路設(shè)計時存在的缺陷，并詳細(xì)分析其影響機理，提出了控制路基橫向位移的技術(shù)措施包括固化劑法、粉噴樁法、填土復(fù)填法、注漿法、高強度塑料土工格法，簡述其施工工藝。本文的研究對公路路基施工工程的實際施工具有工程技術(shù)借鑒作用。

參考文獻

[1] JTGF10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范

[2] 高力俠.山西高速公路差異沉降控制技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2007（6）.

[3] 吳志紅.填方路基沉陷產(chǎn)生的原因及防治措施[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008（8）.

[4] 劉海嬌.小議公路路基沉陷原因及解決方案[J].珠江水運，2010（11）.