论文部分内容阅读
摘 要：合理的路基设计，应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面进行综合考虑。为确保路基的强度与稳定性，路基的防护也是不可缺少的工程技术措施。随着行车速度和公路等级的提高，为确保高速行驶车辆的安全运行，减少公路灾害，降低养护费用，保持公路与自然环境协调，路基加固处理技术更具有重要意义。本文主要探讨沉陷加固处理技术在公路路基施工中的应用。
关键词：沉陷加固；处理技术；路基施工
中图分类号：TV698.2+32
路基病害的整治，应首先查明病害的情况和原因，并收集病害区段的地形、地貌和工程地质及水文地质资料，因地制宜地采取措施。根据国内外既有施工技术和经验，可选用以下几种病害加固方法[1]。
1.抬道
如果铁路线路处于江河沿岸或湖泊地区，一旦洪水泛滥，高水位持续时间长，且超过轨顶标高很多，尤其是在洪水上涨缓慢、流速低、路堤上下水位高差很小，且路堤土质好，有适当的护坡设备时，可采用抬道的办法。抬道的高度，首先应该以地方水利部门预测的最高水位和洪水位上涨速度来决定。但是由于抬高量越大，安全率越低，耗费的工料也越多。因此，抬道标高应该不超过最低的保证高度。
2.换填
当地基的承载力和变形不能满足设计要求，而软土层的厚度又不是很大时，将路基底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、等）或其他强度较高、性能稳定、无侵蚀性的材料，并用人工或机械方法压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填土法，它多用于铁路构筑物的地基处理。若软土被水淹没，施工时可在路堤两侧筑以围堰，以便于施工，并使填土过程不受水的浸泡，保證填土质量。当软土的液性指数较大，水不易抽干时，可采用抛石挤淤的方法强迫换土。其施工更为简便，不必抽水挖淤，可直接抛石。施工时，先抛中间部分，将淤泥挤向两侧，再向两侧抛石，挤出淤泥。如路基受洪水浸泡，则在洪水位以下，应按防护工程要求设置护坡。机械碾压、重锤夯实、振动压实法作为压（夯、振）实垫层的不同施工方法，不但可以处理分层回填垫层材料，同时又可加固地基表层土。换填法按回填不同的材料，命名为该种材料的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰土垫层等。虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析，其极限承载力还是比较接近的。通过沉降观测资料发现不同材料垫层的特点基本相似，故可以近似地按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层法处理时，因其主要处理目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计时所需考虑解决问题的关键也应有所不同。换填法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层和低洼区域处理，还适用于处理湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土等一些区域性特殊土。换填土法的处理深度通常宜控制在3ITI以内，但不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。换填土法的垫层常用材料为砂、砂石、素土、灰土、二灰土等无粘性土，因为这类土的强度大，压缩性小，透水性好，比较容易使之密实，且在不少地区料源丰富，因而广泛使用[2]。
3.土工合成材料的应用
土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称。当前国内外对土工合成材料的技术名称也未得到统一，有称土工聚合物、土工合成材料（geosythetics）、土工织物（geotextile、geofabrics）等。其中以“土工合成材料”最具有代表性，系指应用于土木工程中的合成纤维织物的统称。随着高分子化学工业的飞速发展，合成纤维新品和高分子合成的新型材料均不断出现。这种新型材料己超越“织物”的范畴，如土工网（geoweb）、土工格栅（geogrid）、土工膜（geomembrane）和土工垫（geomat）等。由于这些土工制品的原材料都由聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶） 等高分子化合物（聚合物）经加工后合成，故一般采用“土工合成材料”作为这一技术的总称。
（1）将土工织物、土工格栅、土工格室设于软土地基和路堤之间，形成加筋软基路堤，保证堤的稳定性。（2）采用塑料排水板处理软土地基。（3）利用土工格栅构筑加筋陡边坡路堤，增强路堤稳定性，节省用地。（4）采用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙，采用土工格栅和土丁织物构筑加筋土桥台。”（5）在地基承载力较低的地基上，采用土工网、土工格栅、土工格室结合碎石或砂砾垫层形成加筋垫层，提高地基承载力，满足涵洞等构造物的需要。（6）将土工格栅和土工网铺设于桥头、填挖交界处、新老路基结合部位，处置路基不均匀沉降。（7）采用土工格栅和土工网处理膨胀土等特殊路基。（8）将土工垫（三维网）和网布被应用于路基边坡上，进行路基边坡的植被防护。（9）应用土工膜袋进行临水路基边坡的冲刷防护。（10）土工织物包裹碎石形成碎石排水暗沟和渗沟，排除地下水。（11）将软式透水管水平打人路堑边坡中，排除边坡内积水；将其铺设于道路中央分隔带中，进行分隔带排水。（12）将土工膜、土工织物、土丁格室铺设在基床中，进行基床加固与处理。（13）将土工格栅或土工网同锚杆结合，防护路堑边坡。铁路路基工程应用土工合成材料普遍取得了明显的技术、经济效益[3]。
由岩、土填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，裸露于空间并直接承受填土及行车荷载的作用。在各种错综复杂的自然因素、行车的长期作用下，路基可能产生各种变形和破坏。为保证路基的稳定和防治路基病害，除做好路基排水外，还必须根据道路等级、当地条件，因地制宜地采取有效的措施，对各类土、石边坡及软弱地基予以必要的防护与加固。路基防护的重点是边坡，特别是沿河路堤，、不良水文地质地段的路基和容易受水冲刷的路基边坡。
湿软地基的加固常采用各种有效方法来处治其含水量高、孔隙比大、承载力低的缺陷，以达到治理路基沉陷、滑移等病害[4]。
结论
路基防护与加固工程中，一般把防止风化和冲刷，主要起隔离、封闭作用的结构物称为防护工程。防护工程不能承受外力作用，所以要求路基本身必须是稳定的。把防止路基或山体因重力作用而坍滑，地基承载力不足而沉陷，主要起支承、加固作用的结构物称为加固工程。它们当中有些措施往往兼有防护与加固作用。
参考文献：
[1]李光林. 京九线粉土工程特性及其路基病害整治方法研究[J]. 铁道勘察，2013，03：230-235.
[2]姚剑. 高压旋喷法在路基沉陷加固处治工程中的应用[J]. 现代物业（上旬刊），2013，08：188-189.
[3]龙东升. 石灰挤密桩加固路基效果研究[J]. 中国西部科技，2013，01：145-147.
[4]裴宏伟. 公路路基沉陷加固的处理技术研究[J]. 山西建筑，2013，18：106-107.
作者简介：董世伟（1972-）男，山东菏泽人，工程师，大学学历，毕业于山东交通学院土木工程专业，研究方向为公路与桥梁工程。
关键词：沉陷加固；处理技术；路基施工
中图分类号：TV698.2+32
路基病害的整治，应首先查明病害的情况和原因，并收集病害区段的地形、地貌和工程地质及水文地质资料，因地制宜地采取措施。根据国内外既有施工技术和经验，可选用以下几种病害加固方法[1]。
1.抬道
如果铁路线路处于江河沿岸或湖泊地区，一旦洪水泛滥，高水位持续时间长，且超过轨顶标高很多，尤其是在洪水上涨缓慢、流速低、路堤上下水位高差很小，且路堤土质好，有适当的护坡设备时，可采用抬道的办法。抬道的高度，首先应该以地方水利部门预测的最高水位和洪水位上涨速度来决定。但是由于抬高量越大，安全率越低，耗费的工料也越多。因此，抬道标高应该不超过最低的保证高度。
2.换填
当地基的承载力和变形不能满足设计要求，而软土层的厚度又不是很大时，将路基底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、等）或其他强度较高、性能稳定、无侵蚀性的材料，并用人工或机械方法压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填土法，它多用于铁路构筑物的地基处理。若软土被水淹没，施工时可在路堤两侧筑以围堰，以便于施工，并使填土过程不受水的浸泡，保證填土质量。当软土的液性指数较大，水不易抽干时，可采用抛石挤淤的方法强迫换土。其施工更为简便，不必抽水挖淤，可直接抛石。施工时，先抛中间部分，将淤泥挤向两侧，再向两侧抛石，挤出淤泥。如路基受洪水浸泡，则在洪水位以下，应按防护工程要求设置护坡。机械碾压、重锤夯实、振动压实法作为压（夯、振）实垫层的不同施工方法，不但可以处理分层回填垫层材料，同时又可加固地基表层土。换填法按回填不同的材料，命名为该种材料的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰土垫层等。虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析，其极限承载力还是比较接近的。通过沉降观测资料发现不同材料垫层的特点基本相似，故可以近似地按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层法处理时，因其主要处理目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计时所需考虑解决问题的关键也应有所不同。换填法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层和低洼区域处理，还适用于处理湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土等一些区域性特殊土。换填土法的处理深度通常宜控制在3ITI以内，但不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。换填土法的垫层常用材料为砂、砂石、素土、灰土、二灰土等无粘性土，因为这类土的强度大，压缩性小，透水性好，比较容易使之密实，且在不少地区料源丰富，因而广泛使用[2]。
3.土工合成材料的应用
土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称。当前国内外对土工合成材料的技术名称也未得到统一，有称土工聚合物、土工合成材料（geosythetics）、土工织物（geotextile、geofabrics）等。其中以“土工合成材料”最具有代表性，系指应用于土木工程中的合成纤维织物的统称。随着高分子化学工业的飞速发展，合成纤维新品和高分子合成的新型材料均不断出现。这种新型材料己超越“织物”的范畴，如土工网（geoweb）、土工格栅（geogrid）、土工膜（geomembrane）和土工垫（geomat）等。由于这些土工制品的原材料都由聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶） 等高分子化合物（聚合物）经加工后合成，故一般采用“土工合成材料”作为这一技术的总称。
（1）将土工织物、土工格栅、土工格室设于软土地基和路堤之间，形成加筋软基路堤，保证堤的稳定性。（2）采用塑料排水板处理软土地基。（3）利用土工格栅构筑加筋陡边坡路堤，增强路堤稳定性，节省用地。（4）采用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙，采用土工格栅和土丁织物构筑加筋土桥台。”（5）在地基承载力较低的地基上，采用土工网、土工格栅、土工格室结合碎石或砂砾垫层形成加筋垫层，提高地基承载力，满足涵洞等构造物的需要。（6）将土工格栅和土工网铺设于桥头、填挖交界处、新老路基结合部位，处置路基不均匀沉降。（7）采用土工格栅和土工网处理膨胀土等特殊路基。（8）将土工垫（三维网）和网布被应用于路基边坡上，进行路基边坡的植被防护。（9）应用土工膜袋进行临水路基边坡的冲刷防护。（10）土工织物包裹碎石形成碎石排水暗沟和渗沟，排除地下水。（11）将软式透水管水平打人路堑边坡中，排除边坡内积水；将其铺设于道路中央分隔带中，进行分隔带排水。（12）将土工膜、土工织物、土丁格室铺设在基床中，进行基床加固与处理。（13）将土工格栅或土工网同锚杆结合，防护路堑边坡。铁路路基工程应用土工合成材料普遍取得了明显的技术、经济效益[3]。
由岩、土填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，裸露于空间并直接承受填土及行车荷载的作用。在各种错综复杂的自然因素、行车的长期作用下，路基可能产生各种变形和破坏。为保证路基的稳定和防治路基病害，除做好路基排水外，还必须根据道路等级、当地条件，因地制宜地采取有效的措施，对各类土、石边坡及软弱地基予以必要的防护与加固。路基防护的重点是边坡，特别是沿河路堤，、不良水文地质地段的路基和容易受水冲刷的路基边坡。
湿软地基的加固常采用各种有效方法来处治其含水量高、孔隙比大、承载力低的缺陷，以达到治理路基沉陷、滑移等病害[4]。
结论
路基防护与加固工程中，一般把防止风化和冲刷，主要起隔离、封闭作用的结构物称为防护工程。防护工程不能承受外力作用，所以要求路基本身必须是稳定的。把防止路基或山体因重力作用而坍滑，地基承载力不足而沉陷，主要起支承、加固作用的结构物称为加固工程。它们当中有些措施往往兼有防护与加固作用。
参考文献：
[1]李光林. 京九线粉土工程特性及其路基病害整治方法研究[J]. 铁道勘察，2013，03：230-235.
[2]姚剑. 高压旋喷法在路基沉陷加固处治工程中的应用[J]. 现代物业（上旬刊），2013，08：188-189.
[3]龙东升. 石灰挤密桩加固路基效果研究[J]. 中国西部科技，2013，01：145-147.
[4]裴宏伟. 公路路基沉陷加固的处理技术研究[J]. 山西建筑，2013，18：106-107.
作者简介：董世伟（1972-）男，山东菏泽人，工程师，大学学历，毕业于山东交通学院土木工程专业，研究方向为公路与桥梁工程。