貴博維,程義花
(1.杭金衢高速公路衢州管理處,浙江衢州 324003;2.衢州市交通設(shè)計有限公司,浙江衢州 324000)
(1)路基沉陷問題。軟弱土層會引起路基沉陷病害,究其原因一方面可能是填料選擇不當,或者是填筑方法不對,壓實工作不到位等造成路基承載能力低,受力發(fā)生沉陷變形;另一方面可能是由于填方前軟弱土層沒有換土處理等。較軟的土層上建造路基,遇到雨水、冰凍、積雪等溫差過大的天氣,很容易產(chǎn)生不均勻沉陷。路面發(fā)生病害后,往往得不到及時有效處理,加上來往車輛的載荷,雪上加霜,致使路面出現(xiàn)破碎掉渣等現(xiàn)象,最后演變成大面積的坑槽。
(2)路基沿邊坡滑動。路基滑坡通常是指路基土體整體或局部在重力作用下,沿邊坡向下滑動。造成路基邊坡發(fā)生滑動的原因很多,可能是邊坡過陡,或者坡腳掏空,導致路基失去穩(wěn)定性;也可能是在填方施工中層次不合理,抑或是土壤潮濕未經(jīng)處理,原地面過于光滑,同時,施工中缺少支撐與加固措施,排水系統(tǒng)設(shè)計不合理,壓實不足等,都是導致路基邊坡滑動的因素。所以,設(shè)計和施工中的不合理,沒有有效的質(zhì)量控制手段,教條式的照抄照搬標準,忽視了施工環(huán)境的實際條件因素,為公路正常使用帶來隱患。
(3)路基翻漿。路基翻漿主要發(fā)生在冬季雨雪天氣,由于地下水位偏高或者地表排水不良,路基發(fā)生凍脹,等到溫度提升就會融化,引起路基潮濕軟弱,受到行車載荷,導致泥漿受到擠壓出現(xiàn)在路面上。引起路基翻漿的原因主要是路基土質(zhì)不合理,排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題,地下水位較高,或者是由于排水不夠及時,地面裂縫沒有及時有效修補。輕度翻漿路面會發(fā)生龜裂、潮濕,而中度翻漿則會引起大面積裂紋,路面松散,局部隆起,嚴重時路面會發(fā)生嚴重變形,翻漿冒泡。
(4)路基水毀。路基水毀主要發(fā)生在雨季及洪水期,公路沿線設(shè)施由于受到水的作用而遭到損壞的現(xiàn)象與過程,屬于一種常見的路基病害。公路雖然主要是作為交通運輸建筑物,但一旦受到水流的作用,如跨河橋梁與河道并行的公路等,又會因是水工建筑物的性質(zhì)而遭遇到很多水力學問題。公路建筑物遭遇的水力學問題可分為兩類:一類是水毀,系因洪水造成的各種程度的破壞;另一類是水害,是因洪水而帶來的經(jīng)濟損失。公路水害主要有:公路因洪水淹沒而中斷交通;小橋涵、路基邊溝被泥沙堵塞而需要疏通;道路被泥沙淤積而需要清除等。公路水毀從表現(xiàn)形式來說,主要有路基沉陷、路基坍塌、橋涵破壞、防護與加固工程損壞等4種類型。
公路邊坡破面防護可以減少溫度變化和雨水沖刷對邊坡造成的破壞,避免軟土表面風化、碎裂造成的路基邊坡不穩(wěn)定。邊坡防護方法主要有植物防護和工程防護,還可以采用組合防護和柔性防護網(wǎng),以保護邊坡的穩(wěn)定性。
一是植物防護。植物防護是利用植被根系固結(jié)地表土層的方法,在坡面種植植物,來防止雨水沖刷造成的坡面迫害。植物防護可以有種草、鋪草皮和種植灌木等多種形式,有效減少水土流失,調(diào)節(jié)土質(zhì)。選擇植被種類時要考慮到氣候條件、土質(zhì)和含水量等因素,選用實用能力強成活率高,生長快以及根系發(fā)達的植物,同時還要考慮到植被養(yǎng)護問題和經(jīng)濟成本等。
二是工程防護。工程防護主要包括砂漿抹面、勾縫和噴漿、石砌護坡或者護面墻、漿砌片石等防護方法,達到對坡面的有效防護,防護效果比較好,但是防護成本偏高。防護方法選用時要根據(jù)實際條件選擇適合的形式進行防護。同時,施工之前要注意表層的清理,比如雜質(zhì)、浮土、風化的巖石以及松動的石塊等。
三是組合防護。組合防護結(jié)合了植物防護和工程防護的優(yōu)勢,以漿砌片石和土工格室等作為骨架,骨架內(nèi)種植植物進行防護,同時采用其他防護措施加以輔助,不但可以加固邊坡穩(wěn)定性,防止雨水沖刷,保護水土,而且植被防護在牢固邊坡的同時,也創(chuàng)造了邊坡景觀,美化了環(huán)境。組合防護的方法和形式很多,常見的主要包括土工格室、拱形骨架和菱形骨架、錨桿框架梁、開窗護面墻等。
四是柔性防護網(wǎng)。這種防護方法是通過柔性網(wǎng)覆蓋包裹在坡面,防止坡面巖石土體風化、剝落等,起到加固和圍護的作用。柔性防護具有高柔性和高防護強度以及易鋪展性等特點,較剛性防護投入成本低。
沖刷防護主要針對的是沿河濱海路堤、河灘路堤、水澤區(qū)路堤等的防護,以及橋頭引道、錐坡河路基邊坡堤岸等的防護。一般分為直接防護、間接防護兩種形式。
首先,直接防護的設(shè)置通常是在河灘、凸岸和臺地邊緣以及流速不大,沖刷作用較弱的地段,或者是山區(qū)河谷狹窄地段等。直接防護很少干擾原本的水流性質(zhì),通常是采用植物防護、砌石護坡、浸水擋土墻等形式,在進行防護工程形式選擇時要根據(jù)水流特性和河道特點設(shè)置。其次,間接防護的設(shè)置通常是在河床寬闊,沖刷和淤積相對平衡而且水流方向容易改變的河段,通過在河道內(nèi)設(shè)置導流建筑位置,甚至必要時改變河流方向,以盡量減少甚至是消除水流沖刷對路基的破壞,保護路基的安全和穩(wěn)定。
支擋防護最主要的形式是擋土墻防護。在石料相對豐富、墻高偏低而且地基較穩(wěn)的條件下一般采用石砌擋土墻,而防護高度較高、墻身體積小時則可以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。面對地形較為平坦開闊的填方路段則可以采用加筋土擋土墻,這種形式不但造型美觀、占地節(jié)約成本較低,而且具有抗震效果。此外,砌塊擋土墻是一種新型擋土墻,采用預(yù)制塊拼裝的方式,可以實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),非常利于施工。
機械碾壓技術(shù)往往用于雜填土地基上,或者是地下水位以上面積很大的路基壓實工程。機械碾壓技術(shù)依靠自身大型設(shè)備的重力優(yōu)勢,是公路路基加固技術(shù)中應(yīng)用較為普遍的技術(shù),它通過推土機或者是壓路機等大型機械設(shè)備進行路基表面壓實,提高路基牢固性,防止來往行車造成的路基坍塌。
強夯技術(shù)在公路路基加固技術(shù)中應(yīng)用比較早,率先在河北等多個地區(qū)試驗推廣,現(xiàn)在在工程加固中已經(jīng)取得了顯著的成效,具有應(yīng)用設(shè)備比較簡單,施工相對簡便,經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)勢,可以有效解決路基軟土問題,是公路加固技術(shù)中比較常用的技術(shù)類型。
注漿技術(shù)是通過氣壓、液壓或者電化學等手段,把漿液均勻攝入巖土體的空隙、裂隙中,從而提高巖土體強度和抗?jié)B性及穩(wěn)定性,形成新的結(jié)構(gòu)體。常見的注漿加固技術(shù)有四種,包括噴射注漿、劈裂注漿和滲透注漿以及壓密注漿。其施工設(shè)備簡單,規(guī)模小、耗資少,而且施工中占地面積小,施工靈活,同時加固深度易于控制,注漿技術(shù)震動小噪音較小,因此,在加固技術(shù)中應(yīng)用較廣。
(1)碎石樁。按成樁方式可以把碎石樁分為預(yù)配式和振沖式以及錘擊式三種,其中振沖式碎石樁成樁率比較高,操作容易,被廣泛應(yīng)用。碎石樁填料石料徑選擇通常是80 mm以內(nèi),避免使用過大料石。將碎石樁與軟土結(jié)合,形成復合地基達到對軟土地基的加固處理,增加地基的承載力,增強軟弱土體的整體穩(wěn)定性。同時,碎石樁可以改善施工條件和工程進度,造價較低,具有廣闊的發(fā)展前景。施工中碎石樁直徑一般選擇在80~100 mm,長度范圍為6~9 cm,根據(jù)間距劃分,排列時通常是長方形或者是梅花形。
(2)擠密砂樁。擠密砂樁是將軟土層和沙樁進行擠密形成復合地基,達到路基的再次加固。擠密砂樁的施工是先將軟土路基打孔,排除一定量的軟土,再將砂土石塊填充進路基孔,利用橫向擠壓,將路基中軟土層的空隙擠密,與沙土石塊摩擦,排除空氣,之后將形成的大直徑的樁體進行搗實。如果在擠密的過程中,由于砂樁的緊實度小而導致軟土層出現(xiàn)了側(cè)向擠出或是地面隆起的情況,這時候都可以采用以下兩種方式進行解決:第一種就是轉(zhuǎn)而采用間隔擠密的方法;第二種則可以采用與砂石會發(fā)生較大摩擦力比如說角礫這種回填材料。
(3)生石灰樁。擠密砂樁是利用物理作用使軟土路基成為復合路基,那么生石灰樁則是利用路基中水和生石灰進行化學反應(yīng)擠密土層。為了確保生石灰樁地基加固技術(shù)的順利形成,必須要在土層中打好一定數(shù)量的孔,之后將直徑在2~5 cm之間的生石灰塊填充到打好的孔中。在使用生石灰樁的加固技術(shù)后,地基的塌陷情況會得到大大的改善,并且軟土層與石灰充分的結(jié)合發(fā)生的反應(yīng),會使土層的強度有很大程度的提升,增加了土層的承載能力,從而起到加固路基的作用。
路基的防護類別眾多,針對不同的情況采取有方向性的措施。路基防護加固對公路建設(shè)有著非常重要的作用,不僅是保障道路建設(shè)質(zhì)量的根本,也是提高經(jīng)濟效益的手段。因此在公路工程建設(shè)的過程中,一定要切實的結(jié)合實際,按照相關(guān)的公路制定標準,因地制宜,選擇適應(yīng)的防護類型和加固方式對路基進行嚴格的維護,確保公路路基的牢固性會越來越好。
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