关于我国公路施工中路基加固技术的探讨
2016-01-25
公路主体工程的路基，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受路面传来的荷载，所以它即是线路的主体又是路面的基础。其质量好坏，直接影响公路的使用品质。
一、公路路基缺陷的基本类型
1、路堤的沉陷
路堤的沉陷表现为路基的表面发生竖向的位移，分为堤身下陷和地基下沉导致的路堤下陷。
2、路基边坡的坍方
路基病害的最普遍的路基病害就是路基边坡的坍方和脱落，路基的辩驳坍方可分为剥落、崩坍、碎落、滑坍及塌坍等。剥落的发生部位主要在挖方边坡表面。碎落比剥落的危害程度要更大，它是岩石碎块的一种剥落现象，向下滚落的时候呈块状碎屑顺着坡面向下滚落。当落下的岩石直径大于40CM时，这种碎落现象就称为落石。滑坍的规模和危害程度都比碎落要大，它是路基边坡的土体或者岩石，顺着一定的滑动面整体向下滑动，可能引发严重的堵车。崩坍与滑坍一样危害都非常大，区别就在于崩坍没有固定的滑动面，坡脚线以下地基并没有发生移动，而崩坍的每个部分相对的位置确实完全打乱的。塌坍与崩塌在形态上是相似的，只是变形的速度相对来说较慢，翻滚现象很少出现。
3、路基沿山坡滑动
如果山坡比较陡峭，路基有可能会闲着原地面出面整体或者局部的向下移动。这种情况很少出现，但是绝对不能够忽视，也应当采取相应的加固措施，以确保路基的稳定性。
4、特殊地质水文情况下发生的毁坏
公路如果处在不良的地质和水文地带上，或者遇到了严重的自然灾害，都能引起路基结构的严重破坏。
二、公路路基缺陷发生的主要原因
1、地质地形的缺陷
公路的承载力会因为公路工程所处地段的地面比较软弱加上地质条件也不好，会达不到相应的公路建设要求。尤其在泥沼、劣质土、流沙等这些地面软弱的地段，在填筑之前如果没有进行严密的压实，同时也没有进行换土的话，势必地基的处理就不够到位，由此公路建设的要求也就和地基的实际压实度不相符合。地基的实际压实度不够的情况下，地面的土壤在受到应力的情况下就会发生移位或者下沉，继而形成路基的沉陷。
2、公路路基填料
如果公路建设所处地段的土壤是腐殖土、泥沼土等劣质土，或者有大量的冻土、大块土等混合土壤，那这些路段就需要进行补充路基填料。这些补充填石材料如果性质不相同、规格不均匀、大小不相等，那么在填充时就会出现堆积混乱的现象，一旦混乱推挤那么填料之间的空隙就会相应的增大，导致相应的倾向约束性能就较差。一旦路面存在负荷，存在空隙的填料就会产生移动的趋势，结构也就遭到一定程度的破坏，公路路基强度也就大幅减弱最终就会导致相应公路路基的沉陷。
3、环境和气候
公路所在地域的环境和气候也会对路基的沉陷产生一定的影响，包括降雨量大小、积雪冰冻、干旱洪水等自然灾害。有些公路所处的地段排水性能较差，导致了大量积水的不断往路基下渗，这就使得路面下方的毛细水位上升。当环境的温差非常大时，势必会对土壤结构造成破坏，降低土壤的强度，引起公路路堤不同程度得下沉，继而导致公路路基的沉陷。
4、水文条件
一般在公路路基设计时都会考虑到防水和排水的问题，但现实中往往路基和边坡的防水和排水效果都不太理想，这主要是由设计理念的差距和节约资金等原因造成的。当公路投入使用后，毛细水不断上升集聚、雨水下渗等原因导致边坡内部填料的强度降低，填方路基整体承载能力降低就会导致路基边坡失稳。
5、公路施工不当导致的缺陷
公路路基需要恰当的压实机械进行压实操作，并且要严格按照操作程序和要求进行压实机械的操作。为了保证路基的稳定性，公路路基的压实度必须符合并且应该满足公路建设中对路基的压实度要求。但是在实际的施工操作中，存在一定的认识程度不够，对路基的压实度缺乏足够的重视，从而没有按照相应的规范进行操作，导致公路路基的沉陷。
三、公路路基沉陷的加固技术分析
1、高填路堤下沉加固技术
1.1换填土复填法
由于填料不符合规范而导致的路基下沉，其下沉面积较小且深度较浅时，采用换填土复填法比较合适。这种方法的具体操作中就是挖出原来路基中存在病害的部分，将浮土完全清除，再整平碾压达到压实度要求后，用符合规范的填料进行回填操作。填料通常采用级配较好的砂砾土，塑性指数满足规范要求的亚粘土最合适。进行回填操作时时，必须扩大挖补面积，且逐层挖成台阶状，逐层由上往下进行填筑，同时要进行碾压密实，压实度要求比原路基压实高1%-2%比较适宜。这种方法只要掌握好路基的填筑方法即可，没有复杂的技术要求。这种方法的优点是成本较低，并且操作起来也方便快捷。
1.2固化剂法
现实中出现高填路下沉的状况，有时会更换路基填料会受到一定限制，并且填筑料的数量也较小时，此时就不宜采用换填土复填法，而应该采用在原填料中掺入固化剂的方法。这中方法通过实践证明实施效果比较好，在很多公路上已经成功应用。固化剂是一种特殊的建筑材料，固化剂的物理性质和化学成分不同，类别、固化方法和特点也就不尽相同。按照形态将路用材料固化剂进行分类可以分为固态和液态两种；按照化学成分的构成不同，路用材料固化剂可分为主固化剂和助固化剂两种。其中固体粉状固化剂中主固化剂主要是石灰、水泥、石膏，助固化剂主要为高聚物，包括聚丙烯酞氨、聚丙烯酸或具有活性基的有机化合物；液态固化剂中主固化剂主要是水玻璃，助固化剂主要各种无机盐、碳酸钙、如碳酸镁等。固体固化剂主要用于表层和浅层的固化，一般与土混合加压；液态固化剂主要用于深土层的固结，操作中工艺特殊，将浆液注入土中使土固结。
1.3粉喷桩法
对于10m以内路基下沉病害采用粉喷桩加固技术是一种比较合适的处理方法。粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌，固化剂和软土之间新发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度与刚度较大的桩体，继而改善桩体周围的土壤性质，通过粉喷桩法，桩间土体和桩提就构成了复合地基，这样它们就能共同承担外荷载，减少公路路基的负荷承载。使用粉喷桩法加固路基，必须对路基病害情况进行充分的调查研究，对粉喷桩施工的设计必须要认真谨慎，设计中考虑的参数包括桩径、桩身强度、桩距、固化剂掺入量等等，施工过程中也要严格掌握固化剂掺入量、粉喷桩龄期、土样含水量、混合料搅拌的均匀性。在实际的施工中必须要注意几个非常重要的环节：第一，施工中必须严格按粉喷桩施工规范，严格掌握钻机的就位、钻进、停钻、提升、停喷、重复的工艺流程。第二。严格控制粉喷桩的质量。粉喷桩处理软基属隐蔽工程，通常是昼夜连续施工，必须严格控制粉喷桩的质量，内容包括桩距、桩位检查，逐桩控制喷粉量、桩长等。
1.4注浆法
灌浆法适用于路基下沉的面积很大，深度很深的路基。灌浆的形式包括劈裂注浆、渗透注浆、喷射注浆、压密注浆等四种形式。高填路堤是山区高速公路以高填路居多，路基的填料一般都是路基附近的挖方段，主要是碎石土。高填路堤由于受多种客观因素的限制，经常路基边缘的压实度达不到设计的标准要求，投入使用后就会路基的稳定性就会收到影响，就会对行车安全造成不良影响。用灌浆法施工时，给水泥浆液一定的压力，将其填充在路基孔隙中，继而形成新的结石体。这样就能够增加路基强度，对于提高路基稳定性发挥良好的作用。灌浆的压力直接决定了浆液的扩散能力，因此针对路基的填充原料和形态的不同，采用的灌浆压力也就不相同。灌浆压力由以下几个因素决定，包括路基的强度、密实度、初始压力、灌浆的位置、钻孔深度、及操作规程等。由于决定灌浆压力的这些因素要准确的预知存在很大的难度，要通过现场的勘查试验才能最终确定。
2、路基边坡加固技术
2.1注浆加固
当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时，可采用压力注浆这一手段，对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透，将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的结构整体；通过砂浆柱对破碎边坡岩土起的螺栓连接作用能提高坡体整体性及稳定性。注浆加固可对边坡起到深层加固的作用。
2.2锚杆加固
当边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可打入一定数量的锚杆，对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。锚杆加固为一种中浅层加固手段。
2.3土钉加固
对于软质岩石边坡或土质边坡，可向坡体内打入足够数量的土钉，对边坡起到加固作用。土钉加固边坡的机理类似于群锚的作用。土钉加固是一种浅层边坡加固技术，它的特点是：“短”而“密”。土钉加固与锚杆加固在施工工艺上是非常相似的，只是在具体的计算理论上存在一定的差异。
2.4预应力锚索加固
当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时，预应力锚索不失为一种较好的深层加固手段。预应力锚杆用来加固边坡工程其加固原理就是给是边坡体设定一个假想滑动面，滑动面以上的锚杆部分与孔壁之间无粘结力为自由段，滑动面下面的锚索体与孔壁粘结在一起称为锚固段。通过锚杆锚固段和端头锚固结构提供的抗拔力及锚杆的抗剪能力，达到稳定边坡的效果。
四、结束语
总之，在路基施工时一定要严格按照规范设计要求进行，采用新方法、新技术，根据实际情况采取相应的措施。同时，防治公路路基沉陷问题，巩固公路路基，在较高等级的公路建设里，可以保证公路的使用的质量，从而提高投资的收益，收到非常好的经济和社会效益。
