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公路工程路基沉陷、翻浆处理施工技术

2021-09-10高瑞亭

魅力中国 2021年26期
关键词:固化剂土层路基

高瑞亭

(兴泰建设集团有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 010000)

公路工程建设规模扩大,对质量要求也有所提高,由于公路建设涉及的内容及影响比较多,需要对施工加强控制,使各环节作业能够达到质量标准。其中,公路路基沉陷及翻浆对公路质量及安全造成了影响,不利于公路工程的运行。应对路基沉陷、翻浆情况全面了解,采取有效的施工技术来进行处理,避免路基质量问题的产生,为公路工程的整体质量带来保障,进而促进公路工程建设的全面发展。

一、路基处理施工的重要性

路基作为公路体系的基础,对公路的运行有着重要的意义,可承受交通运输的荷载,根据要求及设计的情况来进行建设。公路路面结构刚度、强度受到了应力及应变的影响,对公路损坏严重的问题是路基的下沉。路基施工涉及的范围比较大,施工环节多、人员数量多,在管理上存在着一定的难度,应对路基施工质量进行有效控制。路基问题的产生受到了多方面的影响,例如设计、施工及管理等,主要是路基施工缺陷造成的,对交通体系的运行造成了不良的影响,还会引起事故,导致资源的浪费。应在公路工程建设施工中考虑到多种影响因素,根据实际情况来组织施工及管理,使公路的建设能够达到要求,保证公路的安全性及稳固性。在路基病害问题处理中,需要了解病害带来的影响,认识到病害对公路结构造成了极大的不利。公路建设所处的地质环境不同,部分为黄土路段,部分为泥岩环境,而部分为软土路段,需要根据实际情况采取有效的施工技术,避免造成路基病害问题。大部分路基病害在技术的应用下得到了解决,而路基病害问题没有得到完全解决。在发生了问题之后,应及时采用合理的方式来处理,避免对公路的质量造成更大的影响。在路基病害问题中,沉陷及翻浆问题最为常见,应结合病害的特点选择有效的技术来处理,避免病害问题变得更加严重。应对严重病害部分进行翻修,结合路段的情况来控制,避免对公路的使用带来不利。路基处理施工的开展需要考虑到地质水文因素,还需结合气候变化造成的影响进行分析,避免路基受到其他因素的影响。

表1 回填土施工数据

二、路基沉陷及翻浆问题的原因

(一)路基沉陷问题的原因

首先,公路工程路基填料是根据施工技术规范来选择的,在填充过程中需要使用巨粒土等性能比较好的材料。部分路基填充施工中不符合工程施工技术要求,人员使用的材料性能达不到要求,这使路基质量受到了影响。在交通运输荷载影响下,路基会产生局部不均匀沉降的问题,导致路基沉陷的结果。其次,软土路基施工处理不当会带来病害问题,由于抗剪能力较低的情况下,在承载力比较差的部分会产生沉陷问题。为了避免软土路基施工之后出现沉陷问题,可将软土路基填料更换,使用有效的方式来处理,使路基得到加固。如果在施工过程中对软土路基处理缺少重视,使用的处理方式比较简单,会使路基的强度达不到要求,导致路基沉陷问题。在进行路基施工的时候,当没有设置有效的排水设施,会使路基长时间受到浸水影响,路基表面的裂缝没有得到相应的处理,会使水渗入到路基中,对路基的质量造成影响。在路基长时间被浸水的时候,土体的稳定性会逐渐减弱,导致路基施工过程中排水效果达不到要求,进而造出来路基沉陷的问题。

(二)路基翻浆问题的原因

翻浆是在路面受到了影响产生不均匀起伏、破裂冒浆的一种现象。首先,在公路施工中,沥青路面施工工艺应用不合理的时候会影响施工的质量,在车流量比较大的情况下路面会产生大量的裂缝,在没有及时修补的时候,会使雨水随着裂缝渗入到路基之中,在浸泡较长时间之后受到车碾压会造成路基翻浆的情况。其次,在缺少完善的防水层或者内部排水设施的情况下,当路面渗水,在温度较低的条件会凝结成冰。天气回暖之后,冻成的冰会解冻变为水,之后会造成下渗的问题,在路面缺乏有效的防水设计的情况下,会导致大量水渗入行车碾压之后的路基中,引起翻浆的情况。最后,在路基施工中,当基层施工效果不佳的时候,比如施工中使用水泥量不恰当或者其他材料使用量不合理,会使裂缝问题产生,还会在应力的作用下导致反射裂缝。在裂缝形成之后,水会持续下渗,导致路基含水量变大,造成路基翻浆的情况。由于基层属于半刚性结构,当质量控制不佳会对沥青结构层的使用造成影响,无法保证路基的性能。另外,在水稳基层强度达不到施工要求的时候,会产生裂缝,导致渗水现象变得更加严重,在负荷作用下会造成路面基层被破坏的问题,造成路基翻浆病害。

三、公路路基沉陷问题处理技术

(一)换填法

在公路工程施工中,部分路基比较湿软,需要使用换填法进行施工,可先将一定深度的土层开挖清除,在回填及压实过程中使用承载能力不同的砂砾石或其他材料。选择材料的时候,虽然应力分布不同,但承受的荷载应相同。在换填之后土层的性能可有效加强,降低沉降量,同时具备排水固结的作用。可在换填深度不超过3m的路基中使用。在换填的时候,回填宽度应大于路基的设计宽度,根据台阶分层回填施工,从上到下进行填筑,使压实度得到提升。

(二)固化剂法

在路基沉陷处理中,还可采用固化剂法,当只需要处理少量土体的时候,使用该方式处理效果比较理想,可将固化剂加入到土层中,一般使用水泥或者石灰等材料,材料不同使用效果也会产生不同。施工人员可结合需要处理的土层的实际情况来选择固化剂,在处理土层的0.5m-1m 范围之内,可将混合碾压固化剂及土混合,当土层比较深,可制作成浆液的固化剂加入到土层之中,在固化剂的作用下可达到固化的效果。

(三)粉喷桩加固法

粉喷桩加固技术的应用是将压缩空气作用在水泥及石灰等材料上,将其输送到沉陷的位置,经过处理之后,固化材料及周围的土体会形成柱状加固土,与原本的土体组成复合整体,可加强承载能力,降低沉降量。粉喷桩作为一种半刚性桩,可在不超出10m的路基中使用。

(四)灌浆法

灌浆法的应用是在土层中注入胶凝材料制成的浆液,达到固话土层的作用。使用该方式可使含水量高的土层的性能加强,适合用于面积大、深度大的路基处理施工中。在实际施工过程中,一般可在路基空隙位置用机械注浆方式来注入浆液,可达到固化的作用。运用该方式形成的路基结构的性能比较强,浆液扩散的情况受到了灌浆压力的影响。

四、公路路基翻浆问题处理技术

(一)表层处理法

应先将局部翻浆部分挖出,铺设垫层在翻浆层面,使积水排出来,在路堤自重作用下软土沉降速度加快,固结时间缩短,沉降量及基底应力分布不会受到影响。在施工时间比较长、材料充足的情况下,使用该方式可达到良好的效果。而在高度小于2倍极限高度的软弱土层、面渗透性比较低的硬壳、软弱土层比较厚但有着双面排水条件的地基中可设置砂垫层。在设置的时候,可根据实际情况进行选择。其中包括了换土砂垫层、排水砂垫层以及排水砂垫层等形式,砂垫层的施工不需要使用特殊的机具设备,占地面积比较小,操作简单,需要对加荷的速度进行有效控制,保证施工的效果,可使地基中的积水顺利排出去。此外,可在路堤两边填筑护道,结合实际的情况恰当选择高度、宽度,对路堤荷载方式进行改善,使其抗滑力得到提升,还可平衡路堤下软基向两侧隆起的部分。

(二)换填土法

可在地表下0.5~3.0m 范围之间使用换填法,可使翻浆处理的效果达到要求。需要将软弱地基层全部挖除,回填过程中使用砂砾、碎石等材料。一般在高度在1-2m 间的软基泥沼地中使用效果比较显著。当软基比较深的时候,需要严格控制沉降,而在桥涵及引道等部分不适合使用该方式。基底的开挖深度应在2m 之内,可使用推土机或者人工的方式来实现处理的目标,从端部向着中央分层挖除,修筑临时运输便道,使用汽车来进行运载。应将路基坡脚范围中的垃圾清除干净,边部挖成台阶状,之后再进行回填处理。在沼泽地情况下,需要对软弱土进行有效清理,当软土产生了小滑塌的情况的时候,可使坡度根据1:1-1:2的比例来开挖施工。

五、加强公路路基问题处理效果的措施

(一)落实公路勘察设计

路基作为公路工程的基础,影响着公路的整体性能,由于其受到了来自路面的载荷影响,属于主要的结构,应重视其质量。在工程施工中,需要进行公路的勘察及设计,使施工顺利进行,为工程质量提供保障。如果不重视对工程的合理设计,会对工程质量造成影响。设计作为重要的内容,涉及到了后续的各项施工,应对公路工程的情况进行了解,根据情况合理进行施工设计,使工程的建设得到有效支持。为了避免路基沉陷及翻浆问题,需要落实勘察设计工作,保证设计符合实际的情况,还需制定相应的处理措施,使公路的性能加强。

(二)加强路基边坡排水处理

路基坡度在合理范围内的时候,边坡高度多高都不会对路基性能造成影响,由于工程施工条件复杂,需要考虑到坡度及高度情况,还需考虑到路基周围地质、地形及降雨等情况。在雨水的作用下,会导致路基下沉及坍塌等问题,为了避免雨水影响,需要进行路基排水施工。可通过建设排水系统,将排水设施协调好,使排水系统发挥出有效的作用,还需考虑到分散性排水及横纵坡等对排水带来的影响,应根据实际情况设置临时设施,保证路基施工的效果。

(三)全面开展公路施工质量管理

一些公路工程产生路基沉陷与施工质量不达标之间有关,比如施工中偷工减料等,会使路基施工的实际效果达不到要求,进而引起了沉陷、翻浆等问题。需要加强施工单位的质量管理,根据公路施工的要求来开展作业,加强对施工质量的管控,避免对工程建设带来严重的影响,可保证公路的稳定性。

(四)实现路基施工技术创新

随着公路工程建设的推进,施工技术的应用得到了改善,路基施工技术应实现全面的创新,在工程施工中提高技术应用的水平,借助遥感灾害监测以及评估、路基沉降灰色系统预测等来开展施工及管理工作,使路基的性能管理得到有效支持。还需对路基的沉降及翻浆等问题的处理技术进行改善,使其在应用中起到更好的作用,可避免路基病害问题的影响,进而促进公路工程施工的快速发展。

六、结语

随着我国交通体系的逐步完善,公路工程建设的要求也越来越高,为了发挥出公路体系的作用,需要重视施工的质量,采取有效的技术来开展施工。对于路基的沉陷及翻浆问题,应利用恰当的技术来处理,例如换填法、固化剂法、粉喷桩加固法等,使处理达到要求,避免路基的性能变化对公路的使用造成影响,还需加强对公路路基的质量管理,使其能够保持良好的状态。

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