浅谈公路路养护加固技术

王敏 金刚 张玉明

随着我国公路交通量的快速增长公路里程的迅速增加,路基养护的要求也越来越高。目前,已有越来越多的路基加固处理技术在各项实际工程中得以应用、推广,尤其在近几十年以来,为适应工程需要,广大科研工作者和工程师研发出许多新技术、新工艺。下面结合不同病害类型进行简要介绍。

1 公路工程填方路基病害处治技术措施

(1)路基翻浆处理技术措施:冻胀与翻浆是季节冻土与多年冻土地区所特有的两种公路病害,主要分布在我国北方寒冷地区和南方高寒山区以及青藏高原。路基翻浆治理方法主要有路床换填改性土法、挤密钻孔桩夯实法、石灰混凝土桩复合地基法、土工织物法、高压喷射注浆法等。

(2)路基沉降及强度不足病害处理技术措施:高填方路基在施工和工程完工后由于自然环境的影响和汽车荷载的重复作用,会出现一些路基病害,引起路基的整体下沉或局部沉陷。其主要处理方法如下。表层压实法:因填筑土质不符合要求而出现路基下沉但面积不大且深度不深的病害,可采用简便快捷的表层压实法。强夯法:强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性,还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。固化剂及搅拌桩法:固化剂作为一种特殊的建筑材料,其不同的物理性质和化学成分可解决不同类别和特点的土质的固化问题,有的适合于表层或浅土层的固化,有的适合于深层土的固结,它是通过采用特殊工艺将浆液注入土中使土固结。搅拌桩处理软基土是通过专门的机械,将石灰或水泥等固化材料以粉体或浆液的形式喷出后,在地基深处就地与软土强制搅拌,利用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、刚度较大的桩体,同时也使桩周土体性质得到改善,桩体与桩间土体形成复合地基,共同承担外荷载。

(3)路基侧滑处治技术措施:对于路基侧滑的处治,可根据其发生的时间不同区别对待,一种是路基施工过程中发生的侧滑,可采用结合路面基层施工同步加固的方案;另一种是通车以后发生的侧滑,应尽量采用既不影响交通,又能保证加固效果的加固方案。抗滑钢管桩技术是通过沿路基边坡顶部设置一排钢管桩,进行注浆,并设置纵向联系梁形成整体。此项技术可利用钢管桩的刚度和强度来抵抗路基土的侧滑力。注浆是路基处理中最常用的工程措施之一,其原理是通过向路基内注入水泥或水泥一粉煤灰浆体,以改善路基土的特性,提高路基强度和整体的承载能力。复合锚杆桩是利用锚杆技术及其机理而衍生出的一种新的失稳岩土体加固技术。此项技术可以将桩顶承受载荷有效地分布在不同的承载部位,比一般锚杆可提高承载力3～5倍,特别适用于失稳路基的加固。侧向预应力锚杆是在路基侧面打2～3排下向斜孔,孔底越过滑移面2～3m,坡面布设混凝土联系梁,锚杆端头由联系梁预留孑L露出,注浆后施加预应力,将端头锁定。整个坡面喷射一层钢筋混凝土使之形成整体,提高路基整体强度。预应力混凝土管桩是采用先张预应力,掺加高效减水剂,高速离心蒸汽养护工艺的空心圆筒细长的预制桩,将下滑力传给地基土的具有一定抗弯、抗压性能的受力杆件,在我国南方应用比较广泛。

2 公路工程路堑边坡病害处治技术措施

路堑边坡防护加固工程的病害处治,主要是基于抑制路堑边坡各种变形和破坏的可能性,设计防护加固工程措施,包括坡面变形防护、浅表层变形防护、块体变形防护、深部变形防护、坡脚应力集中防护和地表地下水的引排处理等对策技术。其主要处理方法包括:地下排水工程;地表排水工程;削坡减重工程;预应力锚固技术,对滑带岩土体施加压应力,达到控制变形的目的;支挡工程,通过设置挡土墙、抗滑桩、抗滑片石垛、锚杆加固等,抵抗滑坡体的土压力和滑坡推力,防止滑体向下滑动,保证滑体的稳定;滑带土的改良,通过灌水泥浆、打砂桩、旋喷等方法进行加固。

3 公路工程特殊土路基病害的处理技术措施

(1)盐渍土路基处理技术措施:盐渍土具有盐胀和溶陷性,同时容易受到冻胀和次生盐化的影响。该土质路基处理技术措施主要包括:换填土层;提高路基,防止路基冻胀或受次生盐渍化的影响;路基的隔水、输水、导水,防止毛细水上升引起的盐分迁移,一般可采取铺设防水上渗的土工布、渗水土层等隔断层;其他方法为:以盐治盐法、强夯法、浸水预溶强夯法。

(2)湿陷性黄土地基处理技术措施:湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质,减少土的渗水性、压缩性,控制其湿陷性的发生,部分或全部消除它的湿陷性。采用的处理方法包括:对路基原地表土层采取重机碾压、重锤夯实、石灰挤密加固、换填土、冲击压实等,提高土层承载力,减少下沉量;采用灰土或素土垫层,清除垫层范围内的湿陷性,减轻或避免了地基附加压力产生的湿陷;灰土挤密桩,形成人工“复合地基”。

(3)软土地区病害处理技术措施:泥沼、软土地带的路基,多因地面低洼、降水充足、地下水位高、含水率饱和、透水性小、压缩性大、抗剪强度低,在填土荷载和行车作用下,容易出现沉降、冻胀、弹簧、沉陷、滑动、侧挤等病害。

(4)膨胀土路基病害处理技术措施:膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度,具有峰值强度极高、残余强度极低的特性。这就造成膨胀土路堤、边坡极易出现滑坡、沉陷、纵裂等现象。目前的加固方法主要包括:土工格栅加筋、固土网垫和基床加固是保证膨胀土路堤稳定的有效措施;采取增设骨架护坡、挡墙和抗滑桩等措施,控制膨胀土路堑边坡稳定;路堑开挖前要做好截水沟,开挖后要及时防护、及时封闭,这是防止膨胀土路堑边坡坍塌的关键措施。

(5)采空区塌陷处理技术措施:为了预防和控制地表残余沉陷的发生,此类方法可细分为:全部充填采空区支撑覆岩,以彻底消除地基沉陷隐患,常采用注浆充填、水力充填和风力充填等;局部支撑覆岩或地面构筑物,减小采空区空间跨度,防止顶板的垮落;注浆加固和强化采空区围岩结构,充填覆岩断裂带和弯曲带岩土体裂缝;采取措施释放老采空区的潜在沉降,消除对地表安全有较大威胁的地下空洞,常用方法有堆载预压法、高能级强夯法和水诱导沉降法等。

4 结语

工程实践为我们在现代技术、现代设备及材料的应用方面提供了一次宝贵的经验。作为具有现代知识的技术人员,应当积极学习应用行之有效的技术成果,不断提高工程项目的技术水平和质量保证能力。

参考文献

[1] 王正军.浅论公路施工中路基加固技术的应用研究[J].中国科技博览,2012,(6):169～169.