公路路基防护设计与加固技术措施研究

2018-02-15卢玉南

建材与装饰 2018年29期

卢玉南

（南通景成交通规划设计咨询有限公司 226500）

公路路基是支撑公路整体运行的核心部分，对于道路工程的服务寿命以及工程收益都有很大影响，而且在当前的时代下，行业竞争愈发激烈，所以施工企业更要注重对于路基施工质量的提升，才能确保地基施工质量的确切提升。因此文章中将进行深入分析，作为技术改革的参考。

1 路基边坡的稳定性影响要素分析

1.1 影响路基边坡稳定性的因素分析

路基边坡的稳定性是决定着道路工程整体质量的基础，而稳定性能否得到提升，与当地的水文、地质、地貌结构及气候等多方面条件有关。例如在强降雨地区，鉴于土质的湿度较高，温差明显且整体密实度不足，所以路基表面会因受到温差影响而产生胀缩效应，在湿度差的影响下呈现出干湿循环的状态，这样的变化会导致土质的强度受到影响，进而使得结构产生剥蚀等现象，使得岩土表层受到地表水及地下水的双重影响，进而引发路基水毁病害等问题。此外部分整体岩性存在问题的岩体，还有很大可能性因水温的大幅度变化而出现风化的情况。基于这样的情况，在这样的区域，应当事先修建起有利于排水控水的附属设施，如排水沟渠等，此外还要做好边坡部分的加固及支挡作业，这样能够进一步强化路基的稳固性，进而促进公路建设目标的达成。

1.2 路基边坡的常见破坏形式

边坡的破坏问题，是对公路工程整体稳定性影响最大的主要问题之一，对于边坡破坏的主要形式，一般表现在碎落、滑坡、坍滑、崩塌等几个方面。其中滑坡问题，主要是指因震动及雨水冲刷等环境要素的影响，导致边坡岩体及土质在重力影响之下，沿着滑动面出现剪切破坏的情况。碎落问题，主要是指路堑的边坡岩体与地层表面自坡面上持续剥落的风化问题。坍滑问题，主要是指边坡岩层及土层沿滑落面下落并且出现大规模的碎落的问题。而崩塌则主要是指岩体整块崩落且沉积于边坡底层的问题。这些现象都是边坡破坏的体现，在实际施工过程中要充分加以重视并积极思考解决策略[1]。

2 公路路基防护设计

2.1 边坡坡面的防护措施

边坡的坡面防护设计与施工要点主要包含以下几点：①对公路的路基坡面防护设计与施工目标的明确。边坡坡面防护设计的目标主要在于以下几点：a.防止路基边坡的表层受到雨水侵蚀，进而控制外界温度及湿度等多方面环境变化对路基结构所产生的影响，以及后续产生的现象，如裂缝问题等。b.要重视对于路基岩土层风化的减缓，尽可能规避岩土碎裂的风险，确保道路设施的整体安全性。c.要借助不同的形式去完善公路路基坡面的防护体系，做好公路的环境绿化，合理设置绿化交通带，达成协调交通与优化环境的目标。②公路路基坡面防护的具体设计。其中包含了工程防护及植物防护两种形式。边坡坡面的植物防护体系，其运作原理主要是借助在坡面种植植物的方式，确保植物层根系的不断深入，进而达成土壤固结的目标，最终确保坡面得到全面的防护。不仅如此，还能够起到对边坡土壤湿度进行调节的作用，进一步强化路基岩土整体的稳定性及强度，缓解雨水冲刷所带来的路基损害，进而确保边坡的整体性能体现。这一防护措施具有设计快且有效性高的特点，适用于边坡坡度较小且路基以土质为主的坡面。在公路路基坡面可以大面积种植根系成长较快的植物如草皮等，也可以采用固定网格撒种的方式种植，或是利用拉伸网草皮种植及固定草种布等方式，具体要根据实际防护需求去设计。而工程防护则更适用于坡面为石灰材质、水泥材质及砂石等矿物质材料为主的坡面，是一种无机的防护措施。主要是针对边坡部分采取石砌、护面墙及喷浆与砂浆抹面等手段进行防护。在这之中喷浆防护是相对简单，且收效反馈很好的手段，主要适用于坡面不齐且容易出下风化等问题的石质边坡。但是在实际处理过程中需要用到的水泥材料较多，可以在重要性较高的防护工程中加以利用。石砌法主要适用于松软地基坡面，用岩石垒砌的方式达成防护目标，提升坡面整体稳定度，鉴于石块之间的缝隙较大，所以可以在缝隙部分进行注浆或是嵌补。护面墙主要适用于土质较软的封闭面边坡及零碎挖方的边坡，实际设计与施工时要确保墙面紧紧贴合边坡，此外在开始施工前，必须要对边坡杂物进行适当清理，确保结构整体的稳固性。砂浆抹面的手段能够控制坡面的风化情况，所以适用于坡面易于风化且目前未出现剥落问题的石质挖方坡面。在实际施工过程中要依照合理的比例去混合水泥、石灰、河沙及水等相关材料，配成砂浆，掌握好配比，砂浆才能更好的起到防风化的作用。

2.2 沿河路堤河岸冲刷防护

对于沿河路堤河岸的冲刷防护措施，如其字面所述，是与冲刷防护相关的防护措施。鉴于其多建设在临水公路的路基处，所以抵抗河水、海水及雨水等水源冲刷的能力是必要的，也是最主要的施工目标，即是维护公路路基免受冲刷，提升结构整体对于水流冲刷的抗性，对于堤岸进行加固，确保整体稳定安全。对于该防护措施的分类进行思考，主要可分为直接及间接两种形式。其中直接防护主要包含了石笼、抛石、砌石、植物、混凝土预制块及浸水挡土墙等防护措施。植物防护则适用于公路走向与水流方向保持平行且洪水冲刷情况较少的季节性漫水河堤边坡，以及偏浅滩的河岸。砌石防护在受水流冲刷较为严重的边坡较为适用。而抛石防护则适用于水流平缓但被水流浸泡的边坡。石笼防护适用于严重受到水流冲刷但未出现滚石的边坡。预制块防护适用于水流速度快且冲刷力度较强的边坡。而浸水挡土墙则适用于有斜谷且受到大力冲刷的特殊边坡[2]。

3 路基的加固技术措施分析

3.1 机械碾压法

这一技术手段，多数用于杂填土地基，以及对非饱和的粘性土层浅层处理，在地下水位以上的大面积填土以及路基的压实过程中是十分常用的，主要利用平碾、羊足碾、压路机、推土机等碾压设备在地表重复开动达成碾压结实的目标，这样的路基压实加固方式，是应用范围最广的一类，主要凭借机械自身的重力对松散的路基土进行压实强化，确保路基土能够达到工程标准强度要求，进而确保路基稳定度的提升，缓解路基在行车荷载影响下出现的沉降问题，并且对路基土间的空隙进行控制，提升路基整体防水能力。

3.2 强夯法

自20世纪80年代起，我国便已经开始推行强夯法这一加固施工手法，而且在实际应用到施工过程中后，得到了很好的收效。后续在我国多个省份的多个城市，都进行了研究试验，而且结果理想。可见其加固效果是十分优秀的。这一加固手法，是一种针对土体的加固方式，也可以称作动力固结法或是动力压实法，在加固作业中的应用是有很大优势的。

3.3 桩基加固法

桩基加固是路基加固手法中最为常用且常见的。预配式、振冲、锤击式碎石桩等不同的桩体，其在加固过程中的应用，是要依据不同成桩过程去区分的。振冲碎石桩是在这些桩基类型中最受关注的、使用最为广泛的一种，其成桩率相对其他桩基类型更高，而且施工便利，能够有效提升施工效率。只要是粒径在80m以下的碎石块及砾石、鹅卵石等，都能够作为振冲碎石桩的填料，在加固处理的过程中，碎石桩的主要应用原理，便是将桩体与软土结合起来，构成组成复合性的地基，确保地基结构安全性，一般来说，碎石桩的直径普遍是在80cm～1m左右，土体的应力普遍要比桩体的应力更低，甚至低3～5倍。而桩长则普遍是在6～9m左右，而且依照实际设计方案中的承载力情况，可分为梅花排列及长方形排列等不同排列方式。挤密砂桩的运行原理则是为达成加固的要求，需要对软土层及密实的砂桩进行挤密处理，最终形成复合地基，为了确保挤密砂桩的成型，首先必须要在软土地基当中事先预留出一定数量的孔隙，将土与砂石及灰土等相关的材料灌注到这些孔隙当中。除此之外，还要同时利用横向挤紧效应确保地基当中的土粒能够彼此间相互粘接，填充孔隙，达成减少孔隙的目的，而后要开展捣实作业，最终促进大直径桩体的形成，桩体自身具备一定的荷载能力，而这主要取决于其标高及密实程度。挤密过程当中，在砂桩约束力相对较低的超软土层部分，很容易出现侧向的挤出情况或是地面隆起的情况，这时通常要利用以下两种方法去处理：①间隔挤密方式；②加入角砾与砂土等颗粒较大且摩擦力较大的回填料。

4 路基排水的措施

4.1 地面排水

道路是裸露在露天环境之下的工程设施，所以生态环境的变化，自然也会对道路质量产生影响，水便是其中重要的应用要素之一。而且随着道路工程施工的材料不断更新，密实度更高，排水的难度也越来越高，所以对于地面排水施工更要提起重视。地面排水施工的运作原理，主要是通过在公路两侧开挖排水沟等方式达成排水目的，需要注意到的是，在排水沟处，需要利用混凝土进行铺砌加固，防止公路质量受到影响。