公路路基常見病害及常見的加固防護方法探討

       1 公路路基常見病害 

　　1.1 填挖交界類 

　　填挖路基產(chǎn)生縱向不均勻沉降,導致路面不平整。產(chǎn)生沉降的原因一是在填筑路堤之后,原土地基受到載荷作用產(chǎn)生壓縮固結(jié)變形;二是受填土高度、土的性質(zhì)和壓實度密等的影響,使得路堤本身產(chǎn)生固結(jié)變形。 

　　1.2 路基壓實差 

　　當路基壓實度不夠時,當路面水滲入路基之后,會引起路面乃至整個路基產(chǎn)生縱向裂縫。

　　1.3 橋頭跳車 

　　橋頭跳車是路基路面縱向變形最嚴重的一種形式,也是由路基路面沉降引起的。這是因為橋頭填土較厚時,橋頭是剛性的,沉降量很小,而與其相接的路基路面容易產(chǎn)生大的沉降,從而產(chǎn)生錯臺高差。 

　　1.4 支擋結(jié)構(gòu)損壞 

　　支擋結(jié)構(gòu)的損壞如擋墻開裂、墻體整體滑移、傾覆等,這是路基損壞的特殊形式。擋墻是用來平衡新填路堤的下滑力,如果擋墻所受土壓力過大,或者墻底受水浸泡、沖刷,就容易導致?lián)鯄Ψ�(wěn)定性不足,從而出現(xiàn)上述損壞形式。 

　　1.5 水毀類破壞 

　　主要是山區(qū)公路山洪暴發(fā)導致公路路基沖毀,或者是路基位于河流彎道處,洪水期間,由于水流速度增大、水位高,路基受到水流直沖刷。還有可能原有防護擋土墻由于基礎沖空倒塌等原因?qū)е侣坊�被沖毀。 

　　2 公路路基常見的加固防護方法 

　　2.1 排水固結(jié)法。 

　　包括真空預壓法、堆載預壓法、電滲排水法等幾種,此法是在公路施工之前,通過布置垂直排水井,并采取堆載或抽真空、抽水、電滲等方法,改善路基土層的排水條件,來使路基加速固結(jié),提前完成沉降,提高地基土的穩(wěn)定性。這種方法適用于處理厚度較大和飽和的軟土、充填土地基,但須有足夠的預壓的荷載及時間。 

　　2.2 膠接法 

　　(1)水泥攪拌樁。包括粉體噴射攪拌法和深層攪拌法兩種,前者是利用粉噴機,將水泥粉等干粉直接與地基土在原位拌和,后者是利用深層攪拌機,將水泥漿與地基土在原位拌和。最后形成一個個柱狀水泥土體,使得路基的整體承載力增強,后期沉降減少。此法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、含水量較高、地基承載力小的粘性土等軟土地基。 (2)高壓噴射注漿法。借助鉆機將注漿管鉆到設計深度的土層,漿液經(jīng)高壓從注漿管噴嘴噴出,高壓沖擊土體并與其充分混合,最后在土層中形成固結(jié)體。高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、砂土、黃土、碎石土及人工填土等地基,尤其適用于軟弱地基的加固;但在地下水流速較大或涌水工程以及對水泥侵蝕較嚴重的地基中慎用。 

　　(3)灌漿法。向軟土路基中注入水泥漿液或化學漿液,使土粒膠結(jié),增加路基的穩(wěn)定性,提高承載力,減少沉降,并防止?jié)B水。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土等地基。 

　　(4)水泥土夯實樁。以人工事先開挖深孔,并將攪拌好的水泥漿倒入孔中,再以夯錘夯實,通過膠結(jié)作用形成樁體。對于高于地下水位的素填土、淤泥質(zhì)土和粉土等較適用。 

　　2.3 加筋法 

　　(1)加筋土。通過帶狀拉筋與填土的摩擦力來平衡,減小作用于擋土墻的土壓力。這種方法適用于人工填土、橋臺、砂土的路堤、水壩等。 

　　(2)樹根樁。利用就地灌注的小直徑灌注樁,與土體構(gòu)成復合地基,增加地基的穩(wěn)定性,提高地基整體承載力,減少沉降。適用于各類土,主要用于穩(wěn)定土坡、支擋結(jié)構(gòu)物。 

　　(3)土工織物。在路堤內(nèi)鋪設土工織物、鋼帶、尼龍網(wǎng)等作為拉筋,借助其強度、韌性等力學特性,與土體構(gòu)成各種復合土工結(jié)構(gòu),使土中應力得以擴散,土體的剛度和抗拉強度都得到大幅提高。適用于砂土、粘性土和軟土的加固,也可用作反濾、排水和隔離的材料。 

　　(4)錨固法。將受拉桿件錨固在邊坡土中,使其錨固力,承受由于土壓力、水壓力或風力所施加在公路路堤邊坡的推力,維持路基邊坡的穩(wěn)定性。適用于可靠錨固的土層或巖層;對于液限大于50%的粘性土,有機質(zhì)含量較高的土層均不可作永久性錨固地層。 

　　2.4 置換法、擠密法 

　　(1)振沖置換法。在軟弱粘土地基中利用振沖器或沉樁機進行成孔,并分批將碎石等硬質(zhì)材料填入孔內(nèi)制成樁體,與原地基構(gòu)成復合地基,使得地基整體承載力得到較大提高(可使天然地基承載力提高20%～60%左右)。此法適用于不排水剪切強度為20～50kPa的飽和黃土、飽和軟粘土和沖填土。 

　　(2)鋼渣樁。用振動打樁成孔灌注工藝,分批將廢鋼渣投入孔內(nèi)并振密成樁,與原地基構(gòu)成復合地基,提高地基穩(wěn)定性,減少沉降。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、飽和及非飽和的粘性土、粉土。 

　　(3)CFG樁。利用振動打樁機擊沉直徑300～400mm的樁管,將碎石、粉煤灰、水泥和水拌和后形成半剛性的樁體,并可通過調(diào)整水泥摻量來調(diào)節(jié)樁體強度,CFG樁與樁間土通過褥墊層一起構(gòu)成復合地基,提高路基整體承載力,大約可使天然地基承載力提高70%以上。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、粘性土和粉土。 

　　(4)石灰樁。在打樁機成孔過程中,沉管對周圍土體產(chǎn)生一定的擠密作用,并投入新鮮的生石灰,其對周圍土體有一定的脫水作用,從而使土體固結(jié)。石灰與土體發(fā)生一系列的物理、化學反應,樁間土硬殼層與樁身組成變形模量較大的樁體,置換部分軟土,構(gòu)成復合地基,提高地基強度。此法不適合在地下水位以下的滲透系數(shù)較大的土層中采用,適用于滲透系數(shù)適中的軟粘土、雜填土、膨脹土和濕陷性黃土。 

　　(5)強夯法。將80～300kN的重錘從8～20m的高處落下,利用其產(chǎn)生的沖擊能來夯擊地基土,使地基土得到夯實。該法最大處理深度達40m,適用于碎石土、砂土、濕陷性黃土、雜填土、素填土和低飽和度的粉土與粘性土。 

　　(6)強夯置換。將重錘從10多米的高空落下,在地面擊出直壁夯坑,倒入置換材料并連續(xù)夯擊,最終形成一定直徑的碎石樁體,與周圍士體形成復合地基。此法一般用于3～6m的淺層飽和軟土的加固處理。 

　　3 結(jié)語 

　　隨著我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展,我國車輛總數(shù)和車輛載重都有大幅提高,這對公路的路基質(zhì)量有了更高的要求。因此,為了滿足交通量不斷擴大這一現(xiàn)實需要,我們公路工作者應充分了解公路路基的各種質(zhì)量病害現(xiàn)象及原因,結(jié)合實際的地質(zhì)條件和施工技術水平,選取成本低、效果好的加固防護技術,從源頭上提高公路的質(zhì)量。