浅论公路路基防护设计与加固技术
2019-02-17罗朝飞
罗朝飞
(乐山市通达交通勘察设计有限责任公司, 四川 乐山 614000)
0 引言
面对我国当前公路存在的问题,其中公路路基病害最严重,公路路基是承载路面车辆通行与自身荷载的主体,如果路基长时间超荷载运行,在雨雪天气的影响下,公路路基将会出现塌陷或裂缝等问题。为了不影响公路的使用与车辆安全通行,尽可能延长公路使用寿命,要求采取公路路基防护与加固措施,保证公路路基的安全性与稳定性。
1 公路路基防护设计措施分析
1.1 坡面防护
公路路基施工中,坡面防护是公路路基防护的重点内容。该部分的防护在工程中所占结构较大,且分布范围较广,坡面在雨雪天气环境下容易受到冲刷的影响,无论是雨水冲刷,还是冰冻覆盖,都会让坡面出现不同程度的病害,例如下滑或者垮塌。因此,针对公路路基的坡面防护措施,主要有以下几种:(1)植被防护法。该方法是当前我国公路工程建设中常用的公路路基防护措施,植被防护法与传统的混凝土防护方法相比,不仅操作方便,还可以节约物料,降低施工成本,同时能够滋养水土,提高公路路基的稳固性,起到美化生态环境的作用。因此,植被防护法作为防护设计的一种,可以为施工单位带来社会效益、经济效益与生态效益。
(2)混合施用公路路基坡面防护技术。按照不同类型的公路路基坡面,结合相应的地质条件和水文特点,了解其产生病害的具体情况,建议施工单位采用具有针对性的公路路基防护措施,从而实现对坡面的有效防护。施工单位可以使用种草防护与隔网防护相结合的防护措施,在坡面种草的时候将土壤、肥料与草籽混合在一起,让草坪植生带在公路路基坡面上形成。如果坡面的坡度比较大,建议建设切石框格,采用方形或者菱形的框格提高坡面防护效果[1]。
1.2 冲刷防护
针对路基的冲刷防护措施主要包含以下两种:(1)直接防护措施。直接防护就是直接对公路路基的边坡进行加固,例如植物防护、抛石防护或者浸水挡土墙。如果水流与公路走向相同,水流对公路路基的冲击力不大,建议使用植物防护措施;如果边坡常年被水流冲刷,建议使用砌石防护措施;如果公路边坡常年被浸泡在水中,建议使用抛石防护措施;如果公路路基边坡比较陡峭,建议使用浸水挡土墙作为防护措施。
(2)间接防护措施。该方法指的是改变水流流向,降低水流速度,从而实现对公路路基的有效防护。一般情况下,施工单位选择建设丁坝或顺坝实现对路基的间接防护。
1.3 支挡防护
针对公路路基的防护设计,除了以上两种外,还有支挡防护措施。施工单位经常建设挡土墙,墙体小巧,不会占据较大的土地空间。按照不同结构的挡土墙,其使用方法也不相同,可以将挡土墙划分为重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、柱板式挡土墙以及加筋土挡土墙。在众多类型支挡挡土墙中,重力式挡土墙需要依靠墙体的自身重力实现平衡,保证公路路基中土体稳定,该支挡防护设计简单,可以在公路路基土质较好或者墙体高度较低的环境中应用。而柱板式挡土墙一般会用在沿河路堤与基坑开挖背景下。
通过对上述内容的总结,分析路基防护设计要点,具体如下:(1)路基填土高度<3m 时,应使用草坪网布防护,避免雨水对路肩产生冲刷影响。建议铺入路肩25cm,高等级道路中可以使用六角形空心混凝土预制块进行防护。(2) 路基填土高度H>3m 时,采用浆砌片石衬砌拱防护;当3≤H≤4m 时,设置单层衬砌拱;当4<H≤6m 时,设置双层衬砌拱,拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道,衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌,并设置20 号混凝土预制块至边沟内侧。拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm 的长方体预制块,拱圈部分采用5cm×30cm×65cm 的弧形预制块(圆心角30 度,内径125cm,外径130cm),预制块间用7.5 号砌浆灌注。(3)路线经过河塘地段时,采用浆砌片石满铺防护,并设置勺形基础,浆砌片石护坡厚30cm,下设10cm 砂垫层,基础埋深60cm ,底宽80cm,个别小的河塘全部填土。
2 公路路基加固技术分析
2.1 机械碾压法
公路路基加固技术中,最常见的就是机械碾压法。一般情况下,该加固措施适合用在公路路基填土位于地下水位以上,或者填土为杂填土的情况。压实度作为公路路基强度的重要指标,如果公路路基的压实度达不到要求,路基在使用中将有可能出现塌陷或沉降等问题。这时,人们可以使用机械碾压法对路基进行加固处理。应用机械碾压加固技术时,施工人员需要用到推土机、平碾机或者压路机等设备,人们按照公路路基施工与设计标准,明确该路基应该达到的压实度。采用机械设备反复碾压公路路基表层,依靠设备的重力和施加的作用力,让原本松散的材料被强力碾压在一起,从而实现公路路基的固定化,最终成为稳定性较高的公路路基结构。
2.2 换填土层法
公路路基施工中,换填土层加固技术主要应用在路基深处有较高含水量的湿软土中。施工人员在开挖路基时,将湿软土挖掘出来,然后填筑水分含量较低、吸水性较强、结构稳定性较高的材料。大多数公路路基工程中,换填的材料可以使用砂石、碎石以及矿渣,为了提高换填材料的稳固性,施工人员开挖换填时可以在填料中加入土质材料。要求填入的土质材料必须有较高的稳定性,对其他填筑材料没有侵蚀影响。与其他公路路基加固技术相比,换填土层加固技术可以在短时间内排出湿软土的水分,消除公路路基土质的膨胀性,提高公路路基施工质量。
2.3 注浆加固法
在公路路基加固技术中,注浆加固法是其主要技术方法。在注浆加固技术中主要包含渗透式、压密式以及喷射式几种,其作用原理是根据气压与电化学理论知识,结合液压知识,人们把浆液装在溶液管中,将浆液均匀的推进公路路基内部。当浆液在路基内存在一段时间,就会与路基材料相融合,并与岩石胶紧密结合,形成一个稳固性较强的结构整体。浆液进入公路路基内部时,也会将材料或岩石缝隙中的水分和空气排斥,提高公路路基的密度。
2.4 桩基加固法
针对公路路基的桩基加固技术,其桩基主要有以下两种类型:(1)碎石桩。当前我国主要有振冲式碎石桩、锤击式碎石桩以及预配式碎石桩。按照碎石桩加固技术的参数与性能加以分析,振冲式碎石桩的性能最优秀,它的工作力度比较强,可以有效节约施工时间,提高成桩效率。不仅如此,振冲式碎石桩加固技术施工简单,操作方便,在对软土地基进行加固处理时,主要包含软土与碎石两部分。人们加固之前需要提前勘测软土厚度,按照软土层的实际厚度情况进行施工。
3 公路路基排水技术分析
针对公路路基的排水施工技术,主要包含以下几方面:(1)地面排水。在高速公路或者一级公路中设有排水沟渠,有关部门要求施工单位采用铺砌防护措施,例如截水沟、急流槽以及地表排水管等排水设施。其中排水沟需要使用浆砌片石完成加固,让其将渠道铺满。想要提升公路路基施工质量,建议对公路路基进行水网地段的改进,采用逢沟设涵的方式,为公路路基两侧的灌溉沟渠进行系统设置。(2)路面排水。采用该方式减少雨水冲刷路基的概率,降低雨水渗入路面的水量。(3)地下排水。渗沟带有渗水管,适合用在水流量较大的公路路基工程,可以采用渗井、渗沟和暗沟等方式,应用具有反滤性能的土工织物,结合加劲软式透水管,实现对公路路基的地下排水功能。
4 总结
总而言之,针对公路的未来发展与公路路基防护,要求施工单位从基础性防护措施出发,做好公路路基各项施工工作,采用正确的防护设计与加固技术提高施工单位的经济效益与社会效益,以此提高公路路基工程的施工质量。通过桩基加固法或注浆加固法,提升公路路基强度,使其满足公路设计标准,从而提高公路路基的安全性与稳定性。