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【摘要】近年来,随着我国经济的快速发展,我国的公路建设事业也得到了不断的发展。我国是一个幅员辽阔,地形复杂的国家,拥有着不同类型的土质,如何在这些不同的土质上铺设一个安全、牢固、平坦的路面成为当前公路建设中学者们研究的一大热点。路基是公路的基础,一个牢固的路基能够保证公路的使用寿命和安全,从而保证人民的生命财产安全。本文主要介绍了在路基施工中常用的几种路基加固技术。
【关键词】公路施工;路基;加固技术
1 引言
随着我国公路建设事业的不断发展,对路基的承载能力的要求也在不断的提高。就自然的软土地基而言,其承载能力是远远不够的,在上个世纪七八十年代,由于我国的经济比较落后,并没有太好的路基加固技术,在施工的时候主要是避开软土地基,但是随着我国经济的不断的发展,城市化建设步伐的不断加快,土地资源日益受到限制,这就要求我们研究出可靠的路基加固技术,从而保证公路建设事业的健康发展。对于公路来说,路基是根本,路基承受着来自路面的压力,路基要发挥作用,就必须要具备较强的承载力和稳定性,这就要求我们通过路基加固技术对路基进行压实和加固,这样的话才能提高公路的质量,从而达到预期的效果。
2 注浆法
所谓注浆法就是利用气压、液压及电化学的作用机理,将原先配置好的浆液注入到软土层中 ,通过浆液的渗透作用及挤密的原理将土壤中空气和水分赶走,然后再经过一段时间的沉淀,最终浆液和土壤结合在一起从而变成一个强度大、结构坚固的地基。其施工的工艺流程是先利用钻孔机在土壤上钻孔,然后将浆液注入下去并下套管,再清孔放入钢筋笼,最后往里插入混凝土导管并且往里浇入混凝土同时插入钢筋。注浆法的加固机理有以下三种:第一种是压密注浆机理,其原理是利用钻孔机对土壤钻孔,然后向土壤中注入浆液,随着土体的压密和浆液的挤入,浆液会在压浆点附近形成一个椭圆形的空间,由于浆液的挤压作用会向四周产生辐射状的向上抬力,从而引起地层局部隆起。第二种是劈裂注浆机理,因为注浆的时候本身会产生压力,通过注浆压力的作用,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,从而造成对岩石或土体结构的破坏,甚至扰动,使地层中原有的孔隙或裂隙扩张,或形成新的孔隙或裂隙,从而使低透水性地层的可注性和浆液扩散距离增大。第三种是渗入性注浆机理,这种方式比较简单,就是通过浆体的压力作用,将土层中空气和水分挤压掉,从而形成牢固的土层。
在注浆的施工中我们要做好管理控制的工作,要想知道浆液在土壤中的具体渗透情况就要获得注浆的压力参数,它是一个重要的参考依据,是注浆管理中最基本的内容。通过实时的观察注浆的压力变化情况来控制浆液的注入流量及凝固时间,在对充填后的暗穴进行注浆时采用的一般是水泥浆,剛开始时注浆压力较小,当有承压水时,注浆压力会相应的提高,从而超过动水压力,这样的话随着浆液的流动,因为水泥颗粒会慢慢沉淀从而增加了浆液的流动阻力,只有较高的注浆压力才能使浆液继续流动,才能达到预期的效果,所以要实时观测注浆的压力。
3 机械碾压法
这是路基加固技术中最常见的一种方法,由于自然土层比较松散,难以达到公路路基施工要求的强度和稳定性,因此要对其进行必要的压实和加固。这种方法是用压路机、推土机等重型机械在路基的表面来回开动,利用机械本身的重力将松散的土层进行压实加固,从而减少路基在行车负荷下的沉降,还有就是可以将土层中的空隙挤压掉来增加路基的不透水性。这种方法适用于土层松散或者杂填土地基的表层处理。碾压原理:在土壤中,当水分含量比较小的时候,由于土壤颗粒之间存在结合的水膜,它们相互之间的作用力很大,这时土壤的干密度较小。可是随着土壤水分的增加,土壤颗粒之间的水膜就会增厚,它们之间的作用力会减小,土壤颗粒在外力的作用下就容易发生移动,这时土壤的干密度会增大。但是含水量不是越大就越好的,但含水量超过最佳含水量后,土壤颗粒之间的空隙就会充满自由水,由于多余的水排不出去在外力的作用下水压就会上升从而抵消冲击作用,土壤反而等不到压实,所以要在一定的含水量下对土壤进行压实才能得到好的效果。其施工方法是对公路填方的时候要从最低处开始,由从下向上的顺序对路基进行分层碾压,为了提高效率,可以先用推土机对路面进行铺平,然后再用压路机进行碾压,碾压时要注意方向是从两边逐渐压向中间,碾压的次数不能少于六次,当土层太干的时候,要适当的进行洒水,使含水量达到最佳,从而让上下土层结合的最好。
4 排水固结法
排水固结法指的就是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水体(砂井、袋装砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长,以更好的提高其承载能力,这样就能够有效的减少工后的沉降。以前的排水体常常采取的是以袋装砂井,同时,在顶层上铺设一层土工布加筋垫层,这样可以成为横向的排水通道,同时还能够有效的将不匀称的沉降进一步的匀化。袋装砂井本身的质量将在很大的程度上影响到整个工程的质量,如果砂袋中的灌砂不够紧实,在放入到了孔中的话,砂石遇到水灰下降,这样的话就会导致砂井本身上部进一步的脱空,进而出现砂层不能够相互连接的问题,导致水不能够进一步的正常排空,所以,袋装砂井的方式必须被替代。我公司在申嘉湖杭高速公路练杭 L7 标软基处理中, 成功应用了塑料排水板排水固结法,与砂井及袋装砂井相比,塑料排水板相对来讲具有施工速度快,效率高,施工的机械更加轻便,并且对于软基本身的影响比较小,在工厂中能够实现工厂化的生产,其本身的抗折能力也比较强,在施工的过程中受到施工的影响也比较小。
5 强夯法
这种方法又被称为动力固结法,其作用原理是通过使用起吊设备将一定重量的重锤升到一定的高空然后再让它自由下落,利用巨大的夯击能和冲击波作用夯实土层,使路基迅速固结。这种方法的加固机理有两种说法,早期的观点认为由于在强夯的时候会产生巨大的冲击能量,会使土地产生巨大的冲击力和振动,接着就会使得土壤中空隙压缩,土壤局部发生液化,从而使得在夯击作用点处周围产生裂缝,最终会形成一个较好的排水通道。由于空隙里的水得到顺利的排出,从而使得土体迅速固结最终会减少沉降来提高承载能力。还有一个就是振动波理论也解释了这一机理,振动波理论的观点是强夯的特点是将机械能转换为势能,再变为动能作用于土体,在重锤作用于地基一瞬间,会造成巨大的震动,就像地震一样,从而使土体产生强烈震动。这样的话就会在地基土中产生强烈的震动波,并且向四周传播这种能量。又因地基为一弹塑性材料,在巨大的冲击能作用下,质点在连续介质内振动,其振动的能量可以传递给周围介质,而引起周围介质的振动。
6 结束语
综上所述,路基是公路建设的基础,路基的质量直接决定了公路的质量,在公路施工的过程中要充分结合实际的土质,周围环境及经济等因素,综合考虑,从而采用最合适的路基加固技术,有的时候甚至要结合使用多种加固技术。随着我国经济的快速发展和技术水平的不断提高,相信未来会有更好的加固技术被研发出来,我国的公路建设事业将会更进一步。
参考文献
[1]黄振鹏.公路工程中软土路基加固原理与方法[J].建材与装饰(中旬刊),2008(06).
[2]江林军,曹京芹.高速公路软土路基加固方法的研究[J].科技信息(科学教研),2008(17).
[3]郭承芳,姜林宏. 浅谈路基加固技术在公路施工中的应用[J]. 城市建设理论研究(电子版),2013(22).
【关键词】公路施工;路基;加固技术
1 引言
随着我国公路建设事业的不断发展,对路基的承载能力的要求也在不断的提高。就自然的软土地基而言,其承载能力是远远不够的,在上个世纪七八十年代,由于我国的经济比较落后,并没有太好的路基加固技术,在施工的时候主要是避开软土地基,但是随着我国经济的不断的发展,城市化建设步伐的不断加快,土地资源日益受到限制,这就要求我们研究出可靠的路基加固技术,从而保证公路建设事业的健康发展。对于公路来说,路基是根本,路基承受着来自路面的压力,路基要发挥作用,就必须要具备较强的承载力和稳定性,这就要求我们通过路基加固技术对路基进行压实和加固,这样的话才能提高公路的质量,从而达到预期的效果。
2 注浆法
所谓注浆法就是利用气压、液压及电化学的作用机理,将原先配置好的浆液注入到软土层中 ,通过浆液的渗透作用及挤密的原理将土壤中空气和水分赶走,然后再经过一段时间的沉淀,最终浆液和土壤结合在一起从而变成一个强度大、结构坚固的地基。其施工的工艺流程是先利用钻孔机在土壤上钻孔,然后将浆液注入下去并下套管,再清孔放入钢筋笼,最后往里插入混凝土导管并且往里浇入混凝土同时插入钢筋。注浆法的加固机理有以下三种:第一种是压密注浆机理,其原理是利用钻孔机对土壤钻孔,然后向土壤中注入浆液,随着土体的压密和浆液的挤入,浆液会在压浆点附近形成一个椭圆形的空间,由于浆液的挤压作用会向四周产生辐射状的向上抬力,从而引起地层局部隆起。第二种是劈裂注浆机理,因为注浆的时候本身会产生压力,通过注浆压力的作用,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,从而造成对岩石或土体结构的破坏,甚至扰动,使地层中原有的孔隙或裂隙扩张,或形成新的孔隙或裂隙,从而使低透水性地层的可注性和浆液扩散距离增大。第三种是渗入性注浆机理,这种方式比较简单,就是通过浆体的压力作用,将土层中空气和水分挤压掉,从而形成牢固的土层。
在注浆的施工中我们要做好管理控制的工作,要想知道浆液在土壤中的具体渗透情况就要获得注浆的压力参数,它是一个重要的参考依据,是注浆管理中最基本的内容。通过实时的观察注浆的压力变化情况来控制浆液的注入流量及凝固时间,在对充填后的暗穴进行注浆时采用的一般是水泥浆,剛开始时注浆压力较小,当有承压水时,注浆压力会相应的提高,从而超过动水压力,这样的话随着浆液的流动,因为水泥颗粒会慢慢沉淀从而增加了浆液的流动阻力,只有较高的注浆压力才能使浆液继续流动,才能达到预期的效果,所以要实时观测注浆的压力。
3 机械碾压法
这是路基加固技术中最常见的一种方法,由于自然土层比较松散,难以达到公路路基施工要求的强度和稳定性,因此要对其进行必要的压实和加固。这种方法是用压路机、推土机等重型机械在路基的表面来回开动,利用机械本身的重力将松散的土层进行压实加固,从而减少路基在行车负荷下的沉降,还有就是可以将土层中的空隙挤压掉来增加路基的不透水性。这种方法适用于土层松散或者杂填土地基的表层处理。碾压原理:在土壤中,当水分含量比较小的时候,由于土壤颗粒之间存在结合的水膜,它们相互之间的作用力很大,这时土壤的干密度较小。可是随着土壤水分的增加,土壤颗粒之间的水膜就会增厚,它们之间的作用力会减小,土壤颗粒在外力的作用下就容易发生移动,这时土壤的干密度会增大。但是含水量不是越大就越好的,但含水量超过最佳含水量后,土壤颗粒之间的空隙就会充满自由水,由于多余的水排不出去在外力的作用下水压就会上升从而抵消冲击作用,土壤反而等不到压实,所以要在一定的含水量下对土壤进行压实才能得到好的效果。其施工方法是对公路填方的时候要从最低处开始,由从下向上的顺序对路基进行分层碾压,为了提高效率,可以先用推土机对路面进行铺平,然后再用压路机进行碾压,碾压时要注意方向是从两边逐渐压向中间,碾压的次数不能少于六次,当土层太干的时候,要适当的进行洒水,使含水量达到最佳,从而让上下土层结合的最好。
4 排水固结法
排水固结法指的就是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水体(砂井、袋装砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长,以更好的提高其承载能力,这样就能够有效的减少工后的沉降。以前的排水体常常采取的是以袋装砂井,同时,在顶层上铺设一层土工布加筋垫层,这样可以成为横向的排水通道,同时还能够有效的将不匀称的沉降进一步的匀化。袋装砂井本身的质量将在很大的程度上影响到整个工程的质量,如果砂袋中的灌砂不够紧实,在放入到了孔中的话,砂石遇到水灰下降,这样的话就会导致砂井本身上部进一步的脱空,进而出现砂层不能够相互连接的问题,导致水不能够进一步的正常排空,所以,袋装砂井的方式必须被替代。我公司在申嘉湖杭高速公路练杭 L7 标软基处理中, 成功应用了塑料排水板排水固结法,与砂井及袋装砂井相比,塑料排水板相对来讲具有施工速度快,效率高,施工的机械更加轻便,并且对于软基本身的影响比较小,在工厂中能够实现工厂化的生产,其本身的抗折能力也比较强,在施工的过程中受到施工的影响也比较小。
5 强夯法
这种方法又被称为动力固结法,其作用原理是通过使用起吊设备将一定重量的重锤升到一定的高空然后再让它自由下落,利用巨大的夯击能和冲击波作用夯实土层,使路基迅速固结。这种方法的加固机理有两种说法,早期的观点认为由于在强夯的时候会产生巨大的冲击能量,会使土地产生巨大的冲击力和振动,接着就会使得土壤中空隙压缩,土壤局部发生液化,从而使得在夯击作用点处周围产生裂缝,最终会形成一个较好的排水通道。由于空隙里的水得到顺利的排出,从而使得土体迅速固结最终会减少沉降来提高承载能力。还有一个就是振动波理论也解释了这一机理,振动波理论的观点是强夯的特点是将机械能转换为势能,再变为动能作用于土体,在重锤作用于地基一瞬间,会造成巨大的震动,就像地震一样,从而使土体产生强烈震动。这样的话就会在地基土中产生强烈的震动波,并且向四周传播这种能量。又因地基为一弹塑性材料,在巨大的冲击能作用下,质点在连续介质内振动,其振动的能量可以传递给周围介质,而引起周围介质的振动。
6 结束语
综上所述,路基是公路建设的基础,路基的质量直接决定了公路的质量,在公路施工的过程中要充分结合实际的土质,周围环境及经济等因素,综合考虑,从而采用最合适的路基加固技术,有的时候甚至要结合使用多种加固技术。随着我国经济的快速发展和技术水平的不断提高,相信未来会有更好的加固技术被研发出来,我国的公路建设事业将会更进一步。
参考文献
[1]黄振鹏.公路工程中软土路基加固原理与方法[J].建材与装饰(中旬刊),2008(06).
[2]江林军,曹京芹.高速公路软土路基加固方法的研究[J].科技信息(科学教研),2008(17).
[3]郭承芳,姜林宏. 浅谈路基加固技术在公路施工中的应用[J]. 城市建设理论研究(电子版),2013(22).