公路路基病害处置及加固技术分析李文阁

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月第4期   作者:李文阁
[导读] 在我国公路交通建设的过程中,路基作为公路的重要组成部分之一,
        摘要:在我国公路交通建设的过程中,路基作为公路的重要组成部分之一,其质量往往直接关系到公路的整体使用质量。对此,文章基于常见公路路基病害,在分析其产生原因的基础上详细指出了具体的处置策略,同时也结合深层搅拌加固技术、注浆加固技术、机械碾压加固技术深入研究了不同公路路基加固手段的优势和劣势,旨在给予公路路基施工及维护人员一定的指导和帮助,并以此在保障公路养护质量的基础上确保公路交通的正常安全使用。
        关键词:公路路基;病害处置;加固技术;公路养护
引言:近年来,基于我国市场经济的高速发展,公路交通建设事业逐渐取得了较大的发展空间,而在日益发达公路交通网络给人们出行带来充足便利的同时,因公路路基病害所致的公路安全事故也越来越成为公路建设行业发展所面临的关键问题之一。而在通常情况下, 造成公路路基缺陷的原因较为多样,不仅施工材料及施工工序会对路基施工质量造成影响,同时气候环境或外界压力也会加剧路基的病害产生速度。因此,需综合分析公路路基病害的产生原因,在采取最有效解决方法的基础上施以一定的加固技术进行公路养护,进而以此保障公路使用寿命的有效延长,并确保各行业经济生产的持续稳定进行。
        1 公路路基病害的主要产生原因
1.1施工材料因素
在早期公路路基施工过程,施工材料选择不当或质量不达标是造成公路路基病害产生的主要原因。一方面,不同公路路段对于施工材料的要求和需求均不相同,而由于现场施工单位缺乏对施工现场地质条件的系统勘测和综合分析,使得其在使用混凝土等路基施工材料时往往存在配合比不合理等诸多问题,进而便无法满足公路路基的设计要求。另一方面,于方案设计过程,由于欠缺对公路建成后的压力预估,导致公路路基本身很难适应高强度的公路交通运行压力,不仅极易导致包括路基破裂、移位、沉降在内的病害问题,同时也会大幅降低公路本身材料的使用寿命,并增添公路使用的风险和隐患。
1.2施工管理因素
针对施工管理层面,施工企业质量管理及安全管理的缺失同样是造成公路路基病害产生的主要原因。一方面,由于施工企业本身质量监管意识相对薄弱,使得其公路路基施工过程极易出现偷工减料现象,不仅会直接影响公路路基本身的使用质量,同时也会在大幅缩减公路使用寿命的基础上影响公路交通的正常安全使用。另一方面,针对现有公路施工企业施工队伍,其大多由普通农民工构成,而在实际管理时由于多数施工人员均不具备较强的责任意识,使得因施工人员操作不当所致的病害隐患层出不穷,进而不仅加大了公路路基养护的难度,同时也时常在造成大量材料浪费的基础上影响施工的整体效率。
1.3气候环境因素
在公路路基施工完成、公路投入使用后,即使早期施工能够最大限度保障路基的使用质量,若缺乏定期的养护管理,公路路基也依旧会频繁出现病害问题。其中,除了因高强度交通压力对路基结构造成的破坏外,当洪涝灾害、暴雪、暴雨等外界因素对公路造成影响时,公路路基同样会出现一定的坍塌、下沉问题,并最终在使公路路基结构受到破坏的过程中影响公路的正常使用。
        2 公路路基常见病害及处置方法
2.1路基沉陷病害及处置方法
造成路基沉陷病害的原因较为多样,其中,包括路基填料选择不当、填筑方法不科学、路基压实不足在内的诸多问题均可能导致路基出现沉陷病害,同时,水分及温度变化是路基沉陷加剧的主要原因,尤其是针对耕地或土质松软的基底,若依旧选用规格不一的石料进行填充,便很容易造成路基沉陷病害的产生。此外,为缩减施工周期,一些施工单位会直接忽略路基施工前的基底清理作业,即基底会预留大量的有机土或垃圾,这同样会影响路基的施工质量,并使得路基在基底的稳定性影响下而发生沉陷病害。
对此,应从两方面着手就路基沉陷病害进行处置。一方面,针对早期施工阶段,应做好基底的清理作业,在彻底挖除基底杂草、树根及垃圾的基础上再进行填料填充,同时,填料选择应尽可能选择级配较好的砾类土或砂类土,且最大粒径不应超过150mm,进而以此确保路基压实度达到行业规范要求,此外,针对同一层地基一般应选用同类填料,并应在反复测验压实机械功能及碾压次数的基础上选择最合适的压实方案,最终从根本上保障路基的压实质量;另一方面,在路基养护阶段,针对已经发生的路基沉陷病害,除了应立即采用干拌碎石桩复合地基工艺进行返修处理外,还可以注浆法或高压旋喷桩工艺为基础就地基压实度进行恢复,进而以此延长公路路基的使用寿命。
2.2路基边坡滑塌病害及处置方法
所谓路基边坡,其指的是路基两侧的坡面,而常见的路基边坡病害一般可包括塌方、滑坡等问题。其中,在边坡病害发生后,轻则给路基两侧的结构稳定性带来影响,重则因土体滑坡影响公路的正常通行。此外,造成边坡病害的原因较为多样,一般可分为人为因素和自然因素两方面进行考虑。一方面,通过对大多数公路滑坡问题进行分析不难发现,造成路基边坡病害产生的原因一般与边坡粘性土层和软质土层本身的遇水软化特性有关,即当公路遭受暴雨天气后,坡体会在水分的影响下使自身的滑动应力高于滑动界面的抗剪应力,进而造成一定程度上的滑坡病害,同时,针对微凹的坡顶地形,由于其很容易在雨水天气下积累水分,因此便为水聚集和浸湿坡体提供了方便,最终造成一定的边坡病害;另一方面,针对人为因素,地基边坡养护不当是造成坡体病害的另一原因,尤其是对于坡体土壤的保护不合理,使得坡体很容易在雨水冲刷下发生滑坡病害,进而造成坡体结构性的丧失。


对此,由于路基边坡病害本身属于地质灾害范畴,因此提升边坡土体的抗滑动性、降低水分对边坡的影响,是解决该病害的主要方法。首先,采用钢筋混凝土土桩对坡体结构进行加固,但需要注意的是,抗滑桩的设计应满足一定的稳定性要求,即既要将桩周的滑体变形控制在允许范围内,又要确保抗滑桩锚固深度、桩间距、桩结构尺度、桩断面尺寸均选择合理,最终在保障桩结构设计合理性的基础上发挥应有的抗滑动病害效果;其次,采用边坡生态防护手段对边坡土壤结构进行加固,其中,除了可适当种植根系较为发达的灌木或亚乔树种外,还可在必要情况下以框架锚索工艺进行坡面网格培土值草,进而一方面实现对边坡的有效防护,另一方面在发挥一定环保价值的基础上大幅减轻边坡存在的土壤流失问题;最后,考虑到部分地区的土壤并不适合种植绿植,可借助护面墙、浆砌片石等工艺就边坡进行保护,借此同样能够发挥一定的边坡病害处置效果。
2.3路基暗坑陷坑病害及处置方法
在公路路基使用过程中,暗坑陷坑病害同样是非常常见而且会造成严重后果的一种病害类型。其中,该病害的产生原因一般与早期施工的操作不当有关,因此就路基施工范围内的地质稳定情况进行综合分析,通过及时处理施工范围内的隐藏洞穴、地下井以规避路基暗坑陷坑病害,是解决该病害的根本对策。
对此,一般可从三方面着手就路基暗坑陷坑病害进行处置。首先,针对已探明的隐藏洞穴、地下井,应采取预埋手段以规避其对路基施工的影响,同时,在路基压实过程中,应适当增加压实次数以查明现场是否存在未探明的隐藏洞穴,进而在保障基底稳定性的基础上确保路基的结构安全;其次,针对已经产生暗坑陷坑病害的路基,应根据行业规定就其危害影响程度进行评估,若评估结果表示会直接对路面造成影响,应采取应急措施对暗坑陷坑进行填埋,以避免其影响公路交通的安全运行;最后,针对高填路段,考虑到其路基厚度较大不易发生大规模沉降问题,因此应从均匀沉降和非均匀沉降两个角度着手对病害进行处置,其中,除了应在早期施工阶段合理选择路基填料以保证路基密实度外,还应健全压实作业流程以确保压实质量,最终有效延长路基的使用寿命。
2.4路基翻浆病害及处置方法
针对路基翻浆病害,其多出现于我国华北、东北、西北等季节性冰冻地区,产生原因与冬季路基的冻胀问题有着直接关系。其中,当春天到来后,路基上层的土会首先化冻,而由于其本身含有大量因雨雪积累所致的水分,因此在行车压力作用下很容易造成翻浆,进而影响整体路基的结构稳定性。
对此,考虑到路基翻浆病害的产生原因归根结底在于地面的排水困难,因此除了应于冬季做好路面养护及时清理积雪外,还应及时针对已经出现翻浆病害的路基进行处置,进而以此保护路基的使用性能。一方面,可采用换填法就翻浆路段的路基进行更换养护,其中,通常可借助填筑碎石、砂砾等透水性材料或其他无机结合料来提升路基的透水性能;另一方面,可借助有管渗沟或盲沟修建法就春季积水进行导排,进而在避免积水对路基上层造成影响的基础上有效消除路基翻浆病害。
        3 公路路基加固技术分析
3.1公路路基加固技术的应用价值
基于公路路基施工过程,抛开因施工材料选择不当所致的公路路基病害不谈,路基加固不充分是造成病害产生的主要原因。因此,通过应用各种公路路基加固技术,不仅能够显著提升路基的承载力和抗腐蚀性能,同时也能在加强路基结构稳定性的基础上延长路基的使用寿命,并以此保障公路交通的稳定安全运行。
3.2常见公路路基加固技术
3.2.1机械碾压加固技术
在公路路基施工过程中,机械碾压加固技术是非常常见的一种加固手段,其中,该手段多适用于黏土、砂土等饱和性较低的土壤地区,一般可分为两个环节进行作业。首先,对预铺设的路基进行预压,增强土壤的密实度;其次,采用重型机械进行高强度碾压,但需要注意的是,应按照填料填筑顺序分层碾压,且每层碾压次数均应高于6次。
3.2.2深层搅拌加固技术
以水泥浆液为固体料,通过于路基内注入水泥浆液来提升路基的稳定性,这是深层搅拌加固技术的主要原理。其中,该加固手段适用于含水量较高、承载力较差的土壤区域,应用的重点在于控制水泥浆液的配合比,即需要通过系统分析现场的土壤情况来合理调整加固方案。例如,针对具有较大湿度的土壤,可适当于水泥浆液中添加一定的硫酸盐以提升路基的抗腐蚀性能。
3.2.3注浆加固技术
针对注浆加固技术,其与深层搅拌加固技术相似,均需要在路基材料中注入一定的浆液。其中,为加快浆液于地基材料中的凝结速度,可采用重锤夯击方式对路基进行加固,在强力打击震动路基内填充材料的过程中充分发挥浆液的粘结作用,进而以此大幅减少填充材料间的缝隙,并达到挤压水分和加固路基的目的。但是,考虑到重锤夯击有可能会对路基结构造成一定影响,因此应在充分考察现场施工环境的基础上再选择使用该手段,并依照填充材料的选择制定最佳的夯击方案。
        4.结束语
总而言之,公路路基病害处置及路基加固是公路路基施工过程中的重要一环,而针对常见公路路基病害所可能造成的质量安全隐患,需在详细勘测现场施工环境的基础上合理选择加固手段对公路路基结构稳定性进行保障,并及时处理已经发生的公路路基病害,进而在提升公路路基使用安全性和使用寿命的基础上,促进我国公路交通建设事业的稳定健康发展。
参考文献:
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