路基是公路工程中最重要的東西,隨著公路的使用,路面下陷等問題,會(huì)造成種種安全隱患。本文是一篇交通運(yùn)輸類職稱論文范文,就路基沉陷加固技術(shù)進(jìn)行了探討,選自期刊《公路交通科技》,《公路交通科技》都緊密結(jié)合工程實(shí)際推出相關(guān)報(bào)道,為我國在公路交通工程建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。特別是國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目,也提供了大量的可參考與借鑒的科技信息。
摘要:隨著公路使用年限的增加,會(huì)產(chǎn)生裂縫、沉陷等病害,給行車安全帶來隱患。本文案例分析了公路沉陷原因,針對(duì)路基沉陷的不同情況,按照減少施工干擾和降低工程造價(jià)的處理原則,采用了一種靜壓灌漿和鋼管樁結(jié)合注漿的加固技術(shù),取得了良好的加固效果。
關(guān)鍵詞:路基,下沉因素,加固技術(shù)
前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,社會(huì)不斷進(jìn)步,交通事業(yè)也在迅猛發(fā)展,相對(duì)應(yīng)的是我國的公路里程數(shù)快速增加,公路的工程質(zhì)量要求也越來越高,公路事業(yè)發(fā)展迅速。但隨著交通運(yùn)輸量的日益增加,運(yùn)營年限的長久,重載車輛的增多,使得道路路面出現(xiàn)了不同程度的損害:裂縫、路面沉陷、車轍等病害,比如石太高速在通車后有不同程度的路基沉降。這些路面損害對(duì)公路行車安全造成了很大的危害,因此,如何處理這些公路路面病害,對(duì)于保證公路安全運(yùn)營有著特別重大的意義。路面造成損壞的主要原因是公路路基的問題,本文就公路路基沉陷問題做以探討。
1、公路路基沉陷原因
路面是以路基為基礎(chǔ)的,車輛的荷載是由路基和路面共同承擔(dān)的。不同的車輛的載重和路面結(jié)構(gòu)對(duì)路基的影響是不一樣的,因此,路基的層數(shù)不同,受力的情況也不同。以路床地面為界,在路床以上的路基承受著車輛的荷載,受外界氣候變化引起的溫度、濕度的影響;在路床的下面,路基則受到自重應(yīng)力和地下毛細(xì)水上升的浸濕影響。路基足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性是路面平穩(wěn)的保證。路基沉陷嚴(yán)重影響了公路上行車的效率和安全。綜合分析路面沉陷問題,主要有以下幾個(gè)方面的原因:公路地質(zhì)地形自身的缺陷,地質(zhì)條件差,承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求;公路所在地的氣候影響,洪澇干旱,降雨量大,積水大量下滲,土壤結(jié)構(gòu)破壞,強(qiáng)度降低;公路填料規(guī)格不均勻,大小不一,空間過大,造成傾向約束力差;車流量過大,超載嚴(yán)重;公路設(shè)計(jì)不合理,斷面尺寸不能滿足使用要求,排水不暢等。
2、路基沉陷加固技術(shù)分類
分類適用范圍優(yōu)點(diǎn)具體方法
換填法填料不符合規(guī)范、沉陷面積不大,深度較淺。經(jīng)濟(jì),操作簡單。把出現(xiàn)沉陷的公路的填料挖除,重新整平壓實(shí)達(dá)到規(guī)范的壓實(shí)要求,按照規(guī)范的要求用填料回填;靥畹牟牧弦话氵x用透水性材料,例如砂礫土。
摻灰處理含水量較大、彈簧等情況經(jīng)濟(jì),操作簡單。挖出具體部位,加石灰進(jìn)行處理,晾曬以后,大于最佳含水量2%的時(shí)候進(jìn)行碾壓。
粉噴樁法10米以內(nèi)路基沉陷。改善樁體周圍土質(zhì),樁體和土共同承載。通過機(jī)械將固化劑噴出,在地基的深處和軟土攪拌,固化劑和軟土發(fā)生物理和化學(xué)的反應(yīng),在原來的地基中形成強(qiáng)度大的樁體,改善了土質(zhì),樁體和土共同承擔(dān)了荷載。
注漿法沉陷面積較大、深度較深。注漿填充原有路基空隙,提高路基強(qiáng)度。用注漿法使水泥漿液在適當(dāng)?shù)膲毫ο,填充原有路基的空隙,形成新的路基?shí)體,從而達(dá)到提高路基的強(qiáng)度的目的。
3、工程項(xiàng)目實(shí)例
某公路在2003年改建通車后,隨著道路使用年限的增加以及交通量增長,
瀝青路面局部產(chǎn)生橫縫、縱縫、網(wǎng)裂、車轍、沉陷等病害,嚴(yán)重影響了道路的使用功能。為保證車輛通行安全,必須使用路基沉陷加固技術(shù)對(duì)該路段進(jìn)行加固治理。
3.1路基沉陷產(chǎn)生的原因
根據(jù)路基鉆孔勘探結(jié)果,填土主要是亞粘土及黃土,厚度大于8m,局部混有少量碎石層。黃土層除外,路基土普遍偏濕,含水量大,屬于濕陷性黃土,地基承載力較低,是造成路基土積漿、路基沉陷的主要原因。輔車道未設(shè)排水設(shè)施,綠化分隔帶區(qū)域內(nèi)主要為壓實(shí)素土,以亞粘土為主,水可以快速下滲。路基基層含水量偏高,在車輛循環(huán)荷載作用下,路基填土液化并向兩側(cè)綠化帶擠壓,直接造成路基的下陷,是路基沉陷的主要原因。經(jīng)調(diào)查,該區(qū)域多超載大貨車通行,路基長期經(jīng)受大荷載而造成疲勞,同時(shí)由于路基沉陷產(chǎn)生路面裂隙而滲水,并不斷下滲,造成路基含水量增高以致引起起唧漿,導(dǎo)致路基進(jìn)一步沉陷,形成惡性循環(huán),加劇了路面的破損
3.2路基沉陷加固技術(shù)方案
加固處理方案應(yīng)遵循以下原則:
1)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況及病害成因,采用針對(duì)性加固處理方案,標(biāo)本兼治;2)考慮通行及社會(huì)影響等因素,方案應(yīng)滿足施工干擾小、快捷有效、工期短,同時(shí)在保證消除病害的前提下,降低工程造價(jià);
3)加固治理要保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化施工。
經(jīng)方案比選,確定采用靜壓灌漿和鋼管樁結(jié)合注漿的加固方案。具體做法:對(duì)路基下沉路段采用靜壓灌漿法治理,以提高路基的整體穩(wěn)定性;對(duì)下陷嚴(yán)重路段采用鋼管樁結(jié)合注漿處理,防止較大沉降、滑移等路基失穩(wěn)情況的發(fā)生。
3.3路基靜壓灌漿和鋼管樁結(jié)合注漿的加固技術(shù)實(shí)施
3.3.1鉆孔采用垂直孔,孔徑為Φ80mm,鉆孔深度6~10m,鉆孔排間距是根據(jù)路段沉陷程度不同分別為2.5m、3.0m,梅花型布置。每孔自上而下灌注,灌漿材料選用可注性好、經(jīng)濟(jì)合理的粘土水泥漿作為主材料。注漿按先周邊后中間、逐步加密的原則進(jìn)行,采用間隔兩排施工順序。
3.3.2鋼管樁及樁周土體固結(jié)灌漿鉆孔孔徑Φ100mm,排間距為3.0m,樁材選用直徑Φ108mm鋼管,壁厚為2.5mm,鋼管每隔0.6m設(shè)注漿孔,以樁管為注漿管,漿材與靜壓灌漿相同,灌漿深度為進(jìn)入原地表以下5m。灌漿完畢后,鋼管內(nèi)用粗砂漿充實(shí)留在地下作為抗滑樁。
3.3.3灌漿技術(shù)參數(shù)
根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),結(jié)合工程特點(diǎn)及注漿目的等因素,確定本工程注漿參數(shù)如下:采用P.O32.5復(fù)合硅酸鹽水泥,水泥∶粘土=1∶3,水灰比為0.5~0.6,灌漿封口深度不小于1.0m,分段長度0.6m;路表面以下1m范圍內(nèi)注漿壓力不大于0.2MPa;孔口漿液壓力采用0.3~0.5MPa,瞬時(shí)注漿壓力達(dá)到0.5MPa或吸漿量少于5L/min,并且注漿壓力穩(wěn)定時(shí)間達(dá)30min后即可終止注漿。
3.3.4灌漿流程
路基劈裂灌漿和鋼管樁周注漿施工均采用分段注漿工藝,自上而下灌注。即采用鉆機(jī)成孔后下入注漿管,通過灌漿泵進(jìn)行自下而上分段注漿,使?jié){液較均勻的固結(jié)充填地層空隙。
3.4實(shí)施加固技術(shù)效果
施工結(jié)束后,采用鉆芯取樣以后,通過土工試驗(yàn)對(duì)注漿效果進(jìn)行了檢驗(yàn)及評(píng)價(jià):鉆取土樣中可明顯觀察到灰色漿液擴(kuò)散脈分布,并具有一定強(qiáng)度;通過灌漿前后鉆取土樣測(cè)得壓縮模量對(duì)比分析,注漿前土樣壓縮模量在3.79~5.08MPa,注漿后土樣的壓縮模量在7.75~9.59MPa,提高了2~3倍,滿足了相關(guān)路基指標(biāo)的要求,達(dá)到了預(yù)期的處理效果
4、總結(jié)
為了更好地發(fā)揮公路的使用功能,就必須針對(duì)公路路基沉陷等病害,根據(jù)工程的地質(zhì)條件、技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)因素等來選擇并采取行之有效的加固處理方法,從而使路基處于良好的技術(shù)狀態(tài),以此來滿足公路的安全運(yùn)營和通行。
參考資料:
[1]安凱軍,高印軍,等.公路路基裂陷的綜合處理技術(shù)[J].公路工程,
2007(4).
[2]肖長啟.公路工程建設(shè)中路基施工技術(shù)的探討.《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》2009(8).
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