在公路路基施工过程中,所选用的路基填料一般都是比较松散的,且没有较好的稳定性和较高的强度,特别是软土地基路段的填料。而通过分析交通环境、道路行车荷载要求后,天然条件下的路基填料是很难满足要求的,因此,必须要对路基填料进行人工压实,选用有效、合理的路基加固方法,使路基变得更为稳定,强度也不断得到提升,进而有效增强路基的使用性能。在公路路基加固过程中,为提高路基的稳定性、强度,应将天然边坡、人工边坡支撑起来。由于随着水温的变化,容易破坏防护边坡,因此需要采取有效的防护措施。
1公路施工中的路基加固方法
1.1换填土层法
换填土层法是指将路基基底以下某一深度范围内的湿软土进行挖除,选用稳定性高、强度较大的填料进行置换,如矿渣、砂、碎石等。在置换的过程中,也可以将稳定性较高、没有侵蚀作用的土类添加到置换填料中。换填土层法能够将软弱土层的水分快速排除出去,有效地将膨胀土的胀缩作用予以消除,同时还能够有效预防路基冻胀、路基沉降过大现象的发生,且有效增强路基的承载能力。在对暗塘、暗沟等进行加固时,适合采用换填土层法。
1.2排水固结法排水固结法是指通过应用堆载对路基进行预压,挤出路基土中过多的水分,进而提高路基土的压实度,增强路基的抗剪能力。当软弱路基中包含天然沉积层或者人工冲填土层时,选用排水固结法是比较合理的。一般而言,路基预压荷载大小、路基厚度、路基预压时间等均会影响路基的加固效果。
1.3重锤夯实法
重锤夯实法是指通过使用钢筋混凝土制作出一定规格的截头圆锥体,在圆锥体作用下,产生夯击效应,从而在地基中形成较大的冲击波、动应力,进而加固密实路基土。湿陷性黄土、砂土、杂填土等,常常会选用重锤夯实法。
1.4机械碾压法
在公路路基加固中,机械碾压法是最为常见的一种方法,如果路基中的大部分填土位于地下水位以上,或者浅层处理杂填土、一般非饱和黏土时,常常会选用这种方法。选用机械碾压法时,主要运用的机械包括推土机、平碾、压路机等,路基土在机械自重荷载作用下,其压实度不断提高,有效提高了路基土的强度和稳定性,同时有效减轻路基的沉降量,使路基变得更为紧实。(1)在选用机械碾压法之前,只有将拌和、运输、摊铺工作做好,才能满足道路设计要求。选用稳定土拌和机器进行集中厂拌,以确保拌和料的最佳含水量,拌和料拌和以后,运用翻斗车将其运输到施工现场,一次性高质量完成摊铺工作,且对稳定层的松铺厚度进行严格控制。(2)完成拌和料摊铺工作之后,选用适当的机械来碾压道路。在碾压过程中,应遵守碾压方法,即先两边后中间。先碾压道路两边2~3次,在路面平实以后,逐渐移动机械,使机械碾压中心向道路中心进行转移。在从外向内进行碾压的过程中,应从最低处开始进行填方,由下而上水平分层碾压公路路基,通过二者之间的有机结合,确保公路路基的碾压质量。如果路基表面比较干燥时,应洒水湿润,提高土层含水量,保证其达到最佳含水量值,使下土层和上土层有机结合,进而便于下一步的施工。值得注意的是,在路基碾压过程中,为保证施工安全,应在施工现场适当位置设置警告标志,以便有效避免行驶车辆在路基上掉头、刹车不慎而导致路基表面土层松动等现象发生。
1.5桩基加固法
(1)碎石桩。碎石桩法包括三种形式,即振冲式碎石桩、锤击式碎石桩、预配式碎石桩。其中,与锤击式碎石桩、预配式碎石桩相比,振冲式碎石桩具有更多优势,如成桩效率高、施工方便、操作简单等,因而振冲式碎石桩的选用频率最高。碎石桩加固软土地基是由两部分复合而成的,包括软土、碎石。一般来说,土体的应力要比柱体应力小得多,因此应根据软土的厚度,合理确定软土层的厚度。同时,均匀分布基底应力,可以将0.5~1.0m厚碎石添加至碎石柱顶部,将其作为铺垫,且能够用于横向排水通道。(2)生石灰桩。采用生石灰桩对软土地基进行加固是指在遇到土体空隙时,生石灰会发生化学反应,在整个化学反应过程中,会产生难以溶解的熟石灰,同时生石灰会吸收很多水分,进而有效降低四周地基的含水量,释放出很多热量,进而挤密土体。(3)挤密砂桩。挤密砂桩的形成过程是比较复杂的,软土地基在制成之后,将混合料灌入至孔内,选用振动方式或者冲击方式对其进行挤密,形成挤密砂桩。因为挤密砂桩是极为密集的,所以最终形成软土层的复合地基。值得注意的是,如果外界对挤密砂桩的约束力比较小,造成砂桩挤出到侧向或者地面出现隆起现象时,应选用间隔挤密方式,或者具有较大摩擦力的回填材料,这样便能有效解决以上问题。
1.6深层搅拌法
深层搅拌法是指通过运用适当材料作为固化剂,如石灰、水泥等,在路基深处选用特制的深层搅拌机械强制搅拌固化剂、软土,在整个搅拌过程中,固化剂、软土会产生一些物理反应和化学反应,形成软土硬结,最终有效提高路基土的水稳定性和整体性。
2公路路基的防护措施
2.1路基排水
通过大量的岩土工程案例分析后发现,建设工程成功的关键在于水,很多路基病害问题都是由于水的侵蚀造成的。因此在路基防护管理中,一定要将路基排水工作做好,不断完善路基排水系统。公路路基施工过程中,对路基排水工作给予高度重视,有效避免各种路基质量问题的出现,进而减小公路工程的损失。路基施工过程中,要合理协调地面排水和地基排水,排水管、水沟、边沟等排水设施应充分发挥自身的排水作用。另外,渗井、渗沟、暗沟、盲沟等应充分发挥自身的排水作用,以便保证路基工程的质量。
2.2坡面防护
有效避免坡面岩土出现风化剥落、地表水流冲刷现象,同时应和周边环境进行协调。随着社会越来越重视环境保护,大部分公路边坡均选用种草防护的方法;当边坡高度较大时,选用砌石框格来种草进行防护。
2.3支挡防护
挡土墙主要用来进行支挡防护。当一些场合中具有大量石料、矮墙、较好地基时,常选用石砌的重力式挡土墙;垛式挡土墙是一种比较特殊的挡土墙,便于对墙的高度进行调整;扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙等的墙身体积比较小,受力比较合理,所以常被用于路基的防护。
随着高速公路的不断发展,高速、重载线路是主要发展趋势,因而公路路基必须要具有非常高的强度和稳定性,社会对公路路基工程的建设给予了越来越高的重视。在路基施工中,全部施工工序均应根据有关规范、设计要求进行合理安排和组织,以确保路基工程的施工质量,提高公路工程的安全性。
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