淺談公路路養護加固技術

王敏 金剛 張玉明

隨著我國公路交通量的快速增長公路里程的迅速增加,路基養護的要求也越來越高。目前,已有越來越多的路基加固處理技術在各項實際工程中得以應用、推廣,尤其在近幾十年以來,為適應工程需要,廣大科研工作者和工程師研發出許多新技術、新工藝。下面結合不同病害類型進行簡要介紹。

1 公路工程填方路基病害處治技術措施

(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。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。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。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。

(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3～5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2～3排下向斜孔,孔底越過滑移面2～3m,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處治技術措施

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處理技術措施

(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。

(4)膨脹土路基病害處理技術措施:膨脹土的抗剪強度為典型的變動強度,具有峰值強度極高、殘余強度極低的特性。這就造成膨脹土路堤、邊坡極易出現滑坡、沉陷、縱裂等現象。目前的加固方法主要包括:土工格柵加筋、固土網墊和基床加固是保證膨脹土路堤穩定的有效措施;采取增設骨架護坡、擋墻和抗滑樁等措施,控制膨脹土路塹邊坡穩定;路塹開挖前要做好截水溝,開挖后要及時防護、及時封閉,這是防止膨脹土路塹邊坡坍塌的關鍵措施。

(5)采空區塌陷處理技術措施:為了預防和控制地表殘余沉陷的發生,此類方法可細分為:全部充填采空區支撐覆巖,以徹底消除地基沉陷隱患,常采用注漿充填、水力充填和風力充填等;局部支撐覆巖或地面構筑物,減小采空區空間跨度,防止頂板的垮落;注漿加固和強化采空區圍巖結構,充填覆巖斷裂帶和彎曲帶巖土體裂縫;采取措施釋放老采空區的潛在沉降,消除對地表安全有較大威脅的地下空洞,常用方法有堆載預壓法、高能級強夯法和水誘導沉降法等。

4 結語

工程實踐為我們在現代技術、現代設備及材料的應用方面提供了一次寶貴的經驗。作為具有現代知識的技術人員,應當積極學習應用行之有效的技術成果,不斷提高工程項目的技術水平和質量保證能力。

參考文獻

[1] 王正軍.淺論公路施工中路基加固技術的應用研究[J].中國科技博覽,2012,(6):169～169.