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摘 要:作为路基病害防治、稳定路基及改善环境的重要设施,路基防护及加固工程在公路工程建设中得到了广泛地应用与推广。随着高等级公路发展速度的不断提升,在建设或已建公路中都存在不同程度的病害问题,这些问题的长期存在对公路工程整体质量及使用性能将造成极大的影响。为此,本文主要对公路高填路堤病害、加固技术类型及压力注浆法在公路高填路堤加固中的应用进行了分析与探究。
关键词:公路工程;高填路堤;加固技术;类型;压力注浆法;病害问题;粉喷桩法
一、公路高填路堤病害
高填路堤被叫做高路堤,遵循《公路路基设计规范》相关规定,对高路堤进行分界值的设置为20米与12米,如边坡总高度在20米以上(土石质填料)或12米以上(砂、砾填料)时,可以验算其稳定性。完成高填路堤工程后,经过长时间的行车荷载,路基往往会出现不同程度的沉降问题,尤其是在填挖方接头位置。现阶段,公路施工中,最常见的病害包括三种:整体或局部路基沉降、纵横向路基开裂、路基滑动或边坡滑塌。
二、公路高填路堤加固技术的类型
1、换填土复填法
该方式主要处理填料不达标出现的路基沉降问题,该路基具有较小下沉面积及较浅的深度,选用此方式不仅施工便捷,更具有良好的经济效益。其施工原理为:挖除原有路基病害部位的填料,清理干净扰动的浮土,碾压平整后,其压实度符合设计规定时,可回填填料。通常情况下,选择的砂砾土具有良好的级配与性能,要求其塑性指数与设计规定相符合,如亚粘土等。回填作业中,应扩大挖补面积,并一层层进行台阶形状进行挖设,顺序为从上到下,填筑时也必须一层层填实,确保其碾压密实度符合设计规定,要求压实度比原有路基压实度高出1%到2%的范围。
2、固化剂法
当路基填料更换不便及填料总量不足时,可通过固化剂添加到原材料的方式对高填路堤沉降问题进行有效处理。作为一种特殊建筑材料,固化剂因物理性质、化学成分不同,其类别、特点等也存在极大的区别。以固化剂形态进行划分,可分为2类:固态、液体;由化学成分划分为:主固化剂与助固化剂。其中石灰、石膏及水泥为固体粉状固化剂的主固化剂,高聚物为助固化剂,其材料成分包括:聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。
3、粉喷桩法
粉喷桩加固技术一般用于加固路基沉降量小于10米的工程。其工作原理为:在地基深处利用专业机械将喷出后的粉体固化剂与软土就地进行强制搅拌,通过固化剂、软土之间产生的各种反应,在原地基内形成桩体,确保该桩体具有较大的强度和刚度,进而改善桩附近土体的性质,并通过复合地基(桩体和桩间土体形成)进行外荷载的一起承担。
4、注浆法
灌浆法通常处理沉降面积大、深度大的路基。高填路堤是公路施工常见的一种路基形式,其填料来源多为路基周围的挖方段,填料材料类型主要为碎石。因多种因素的制约,导致高填路堤路基边缘压实无法符合设计规定,经过长期行车荷载及自然因素的影响,将严重影响到路基的稳定性,进而给行车安全造成严重危害。灌浆法在一定压力下,可使水泥浆液对路基孔隙进行充分填充,进而达到新结石体的形成,该技术的应用对路基强度提升具有至关重要的作用。
三、压力注浆法在公路高填路堤加固中的应用
1、压力注浆法的工作原理
压力注浆法是通过液压、气压及电化学原理,将凝固的浆液利用注浆管向路基沉降范围内土体进行均匀注入,经过填充、渗入及挤压等形式,浆液可将岩石裂缝及土粒间的空气、水等挤压出来,进而对其位置进行占领,经一定时间后,浆液产生硬化现象,以此形成一个新的整体,同时,该整体具有较高的强度及稳定性等特点,最终达到降低沉降、加固路基的作用。
2、施工流程
(1)注浆孔成孔
作为注浆施工的重要工序,注浆孔施工要求选用37毫米到42毫米范围内的注浆花管直径,1.5到2米为其长度范围。尖锥状为花管前端形状,花管利用冲击锤可向受注层位直接打入。通过钻具与花管的合理选择,应确保钻机位置的准确性,随后遵循施工规定,进行钻孔施工,要求施工过程中,避免倾斜注浆孔等现象的出现。为避免塌孔、缩孔等情况的出现,可在钻孔施工中对损耗、漏失的泥浆进行随时补充,并确保钻孔内泥浆浓度符合施工要求。如钻孔与设计标高相距1米左右时,应对钻进速度及深度进行有效控制,避免超钻等情况的出现,并对地质资料进行准确核实。
(2)注浆
浆液利用注浆设备、输浆管路等向其施工层注入,一般根据工程现场施工的具体情况,进行注浆顺序的选择,其方式如下:
由下向上式孔口封闭注浆法。该工序可一次成孔,通过三角楔止浆塞对孔口进行封口作业,由下向上分段进行注浆施工,1.5到2米范围内为注浆段高度。这种施工方式一般用于较多粘性土层的软土地基施工。
由上向下式孔口封闭注浆法。该工序一次可钻成一段注浆孔,选用三角楔止浆塞进行孔口封口,由上向下分段注浆施工,1.5到2米为注浆段长度范围,该方式一般用于地层中上部具有较多粗粒砂土层的软土地基施工。
四、结束语
综上所述,随着社会经济发展速度的不断提升对公路工程建设提出了新要求,要求进一步提升基础工程建设力度。高填路堤加固技术作为公路软基处理工程施工的重要方式,其施工效果是否良好直接影响着公路工程的整体质量,为此,施工单位必须重视高填路堤加固技术的应用,如压力注浆法等,在规范施工工艺的同时,不断改进技术,提高公路建设的整体质量,推动交通经济的高速发展,为国民经济增长提供一份力量。
参考文献
[1] 曹运江,黄润秋,巨能攀,冯涛,丁秀美,朱继良. 西南某机场高填方体地基稳定问题研究[J]. 水文地质工程地质. 2004(05)
[2] 何兆益,赵川,朱洪洲,陈松敏,林新东. 万州五桥机场高填方碾压施工控制试验研究[J]. 重庆交通学院学报. 2001(03)
[3] 刘雪岭,苏生瑞,周新民. 山区公路软基病害研究[J]. 地球科学与环境学报. 2005(01)
[4] 郭德生,李俊强,刘海霞. 高填土路基沉陷成因及防治[J]. 交通科技与经济. 2002(02)
关键词:公路工程;高填路堤;加固技术;类型;压力注浆法;病害问题;粉喷桩法
一、公路高填路堤病害
高填路堤被叫做高路堤,遵循《公路路基设计规范》相关规定,对高路堤进行分界值的设置为20米与12米,如边坡总高度在20米以上(土石质填料)或12米以上(砂、砾填料)时,可以验算其稳定性。完成高填路堤工程后,经过长时间的行车荷载,路基往往会出现不同程度的沉降问题,尤其是在填挖方接头位置。现阶段,公路施工中,最常见的病害包括三种:整体或局部路基沉降、纵横向路基开裂、路基滑动或边坡滑塌。
二、公路高填路堤加固技术的类型
1、换填土复填法
该方式主要处理填料不达标出现的路基沉降问题,该路基具有较小下沉面积及较浅的深度,选用此方式不仅施工便捷,更具有良好的经济效益。其施工原理为:挖除原有路基病害部位的填料,清理干净扰动的浮土,碾压平整后,其压实度符合设计规定时,可回填填料。通常情况下,选择的砂砾土具有良好的级配与性能,要求其塑性指数与设计规定相符合,如亚粘土等。回填作业中,应扩大挖补面积,并一层层进行台阶形状进行挖设,顺序为从上到下,填筑时也必须一层层填实,确保其碾压密实度符合设计规定,要求压实度比原有路基压实度高出1%到2%的范围。
2、固化剂法
当路基填料更换不便及填料总量不足时,可通过固化剂添加到原材料的方式对高填路堤沉降问题进行有效处理。作为一种特殊建筑材料,固化剂因物理性质、化学成分不同,其类别、特点等也存在极大的区别。以固化剂形态进行划分,可分为2类:固态、液体;由化学成分划分为:主固化剂与助固化剂。其中石灰、石膏及水泥为固体粉状固化剂的主固化剂,高聚物为助固化剂,其材料成分包括:聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。
3、粉喷桩法
粉喷桩加固技术一般用于加固路基沉降量小于10米的工程。其工作原理为:在地基深处利用专业机械将喷出后的粉体固化剂与软土就地进行强制搅拌,通过固化剂、软土之间产生的各种反应,在原地基内形成桩体,确保该桩体具有较大的强度和刚度,进而改善桩附近土体的性质,并通过复合地基(桩体和桩间土体形成)进行外荷载的一起承担。
4、注浆法
灌浆法通常处理沉降面积大、深度大的路基。高填路堤是公路施工常见的一种路基形式,其填料来源多为路基周围的挖方段,填料材料类型主要为碎石。因多种因素的制约,导致高填路堤路基边缘压实无法符合设计规定,经过长期行车荷载及自然因素的影响,将严重影响到路基的稳定性,进而给行车安全造成严重危害。灌浆法在一定压力下,可使水泥浆液对路基孔隙进行充分填充,进而达到新结石体的形成,该技术的应用对路基强度提升具有至关重要的作用。
三、压力注浆法在公路高填路堤加固中的应用
1、压力注浆法的工作原理
压力注浆法是通过液压、气压及电化学原理,将凝固的浆液利用注浆管向路基沉降范围内土体进行均匀注入,经过填充、渗入及挤压等形式,浆液可将岩石裂缝及土粒间的空气、水等挤压出来,进而对其位置进行占领,经一定时间后,浆液产生硬化现象,以此形成一个新的整体,同时,该整体具有较高的强度及稳定性等特点,最终达到降低沉降、加固路基的作用。
2、施工流程
(1)注浆孔成孔
作为注浆施工的重要工序,注浆孔施工要求选用37毫米到42毫米范围内的注浆花管直径,1.5到2米为其长度范围。尖锥状为花管前端形状,花管利用冲击锤可向受注层位直接打入。通过钻具与花管的合理选择,应确保钻机位置的准确性,随后遵循施工规定,进行钻孔施工,要求施工过程中,避免倾斜注浆孔等现象的出现。为避免塌孔、缩孔等情况的出现,可在钻孔施工中对损耗、漏失的泥浆进行随时补充,并确保钻孔内泥浆浓度符合施工要求。如钻孔与设计标高相距1米左右时,应对钻进速度及深度进行有效控制,避免超钻等情况的出现,并对地质资料进行准确核实。
(2)注浆
浆液利用注浆设备、输浆管路等向其施工层注入,一般根据工程现场施工的具体情况,进行注浆顺序的选择,其方式如下:
由下向上式孔口封闭注浆法。该工序可一次成孔,通过三角楔止浆塞对孔口进行封口作业,由下向上分段进行注浆施工,1.5到2米范围内为注浆段高度。这种施工方式一般用于较多粘性土层的软土地基施工。
由上向下式孔口封闭注浆法。该工序一次可钻成一段注浆孔,选用三角楔止浆塞进行孔口封口,由上向下分段注浆施工,1.5到2米为注浆段长度范围,该方式一般用于地层中上部具有较多粗粒砂土层的软土地基施工。
四、结束语
综上所述,随着社会经济发展速度的不断提升对公路工程建设提出了新要求,要求进一步提升基础工程建设力度。高填路堤加固技术作为公路软基处理工程施工的重要方式,其施工效果是否良好直接影响着公路工程的整体质量,为此,施工单位必须重视高填路堤加固技术的应用,如压力注浆法等,在规范施工工艺的同时,不断改进技术,提高公路建设的整体质量,推动交通经济的高速发展,为国民经济增长提供一份力量。
参考文献
[1] 曹运江,黄润秋,巨能攀,冯涛,丁秀美,朱继良. 西南某机场高填方体地基稳定问题研究[J]. 水文地质工程地质. 2004(05)
[2] 何兆益,赵川,朱洪洲,陈松敏,林新东. 万州五桥机场高填方碾压施工控制试验研究[J]. 重庆交通学院学报. 2001(03)
[3] 刘雪岭,苏生瑞,周新民. 山区公路软基病害研究[J]. 地球科学与环境学报. 2005(01)
[4] 郭德生,李俊强,刘海霞. 高填土路基沉陷成因及防治[J]. 交通科技与经济. 2002(02)