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探究路基塌方路面沉陷中的處理探討

來源:核心期刊咨詢網位置:理工論文時間:2019-11-16 11:4412

  摘要:路基塌方路面沉陷是公路在使用中急需解決的重要問題,直接關系到國家財產的損失和行車安全。為了將路基塌方路面沉陷問題解決,以某公路為例,闡述路基塌方路面沉陷的定義,并且分析比較常見的原因,為制定處理方案明確方向。最后提出了換填法、固化劑法、墊層法、成樁加固法、壓力注漿法、擋土墻加固支護、樹根樁加固、注漿加固8點建議,快速處理公路出現的路基塌方路面路面沉陷問題。如此一來,不僅可以提高路基穩定性,還能夠保證處理后的安全性。

  關鍵詞:濕陷性黃土;路基塌方;路面沉陷;

公路工程

  公路路面沉陷修復存在于處理的全過程,為了保證公路質量,塌方沉陷的修復是有關部門關注的要點,也提出了一些相應的政策作為引導。對于目前所使用的路基修復辦法,還存在一些不足,例如處理效果不明顯、不了解路基塌方路面沉陷規律等。為此,有關人員需要結合公路現狀,研究有效的路基塌方路面沉陷快速處理辦法。

  1 公路概況

  某省道地勢為山嶺重丘區,處于黃土高原邊緣地帶,巖石主要以砂巖為主,地形地貌復雜,土壤類型多樣。當公路投入使用之后,出現塌方沉陷問題(見圖1、2),為了保證公路正常使用,需要制定有效的快速應急處理辦法。

  該段公路土質為濕陷性黃土,土體在上覆土層自重應力之下,浸水之后破壞了土原有的結構,并出現明顯變形,帶有一定的特殊性。部分雜填土也帶有濕陷性特點,主要分布在東北、西北、華中、華東等地區。濕陷性黃土如果處于自然狀態,主要體現出以下特點:(1)塑性弱,液限在23%~33%之間,塑限在15%~20%之間,而塑性指數為8~13;(2)含水率較少,當含水率在10%~25%之間,土體為半固態、硬塑狀態;(3)壓實度、抗水性較差;(4)透水性、強度高。以此為前提針對路基塌方路面沉陷的快速處理辦法展開分析。

  2 路基塌方路面沉陷及原因

  2.1路基塌方路面沉陷

  公路在使用期間,如果路基邊緣的巖土層被破壞,出現明顯的水平位移而導致的路基缺陷以及溝道,便被稱為路基塌方;如果道路路基的巖土層被破壞,且形成明顯的垂直位移現象,導致路表結構錯位超過3cm,便被稱為路面沉陷。

  導致路面沉陷的原因比較多,比較常見的是地基結構損壞,降低承載力,公路在使用期間,如果出現地震、強降雨、泥土流失等現象,會破壞地基,從而引發路面沉陷現象。此外,如果公路在使用中的巖溶、采挖空洞區坍塌,同樣會引發路面沉陷[1]。路基塌方現象按照不同的損壞部位、程度、原因等主要有上、下邊坡塌方兩種,其中上邊坡塌方包括滑塌、崩塌等,如果出現路基塌方現象,會導致弧形滑動。路面沉陷則有填筑體壓縮式沉降、地基沉降、下邊坡損壞沉陷這3種類型。上、下邊坡損壞性沉陷的原因與路基塌方路面沉陷一致,本次施工中路基的塌方沉陷現象,是諸多因素導致,需要具體問題具體分析。

  3 路基塌方路面沉陷快速處理方法

  3.1 路面沉陷處理方法

  3.1.1換填法

  如果公路在施工過程中填料與相關規定不符,通車后導致路面沉陷,建議使用換填法。換填法對于沉陷面積有明確要求,更多應用在比較淺的路面沉陷中,其優勢在于節省成本,操作快捷。在本次沉陷處理中應用填土復填法,應將沉陷路基的填料挖除,隨后將其整平壓實之后,滿足壓實規定,最后再根據相關規定使用填料進行回填。回填所使用的材料主要以砂礫土、亞粘土為主,其保證級配和塑性指數。回填時需要增加挖補面積,將路基開挖成為臺階的形狀,采用分層填筑法,最終壓實度要超出之前1%~2%左右[2]。

  3.1.2固化劑法

  在處理過程高填土路基下沉,首先需要將路基填料替換,若這一行為受限,且處理現場的填筑料數量較小,建議在之前的填料當中加入相應的固化劑。本次處理過程中采用了石灰、石膏和水泥這三種固化劑,前者與土混合加壓,分別用于表層、淺層土固化。

  3.1.3墊層法

  使用墊層法處理路面沉陷現象,一般是將灰土、素土制作成為墊層,能夠結合現場情況選擇適合的材料,縮短材料運輸的時間,提高簡便性[3]。這種墊層法在公路路基深陷處理中比較常用,針對基底部分濕陷性的處理減少總濕陷量,從而對剩余沉陷量進行有效控制。本次組織墊層處理的過程中,施工人員挖出了已經處理的濕陷性土,將這一部分豁性土制作成土料,隨即展開篩分處理,在最佳含水量的條件下分層回填。回填過程中,每層鋪設厚度主要是以夯實機給出的數據為準,單層鋪設厚度不超過30cm。除此之外,灰土墊層中灰、土配合比設置為2:8,灰土厚度控制到2m[4]。

  3.1.4成樁加固法

  路基沉陷處理比較常用的成樁加固法主要包括以下幾種:① 粉噴樁法;② 灰土擠密樁法;③生石灰樁及灰土、碎石和干拌水泥碎石樁擠密法。針對沉陷問題需要結合實際情況選擇合適的方法,例如路基下沉小于10m,可以采用灰土擠密樁加固技術。該加固技術中的灰土擠密樁主要是通過打樁機、振動器這兩個設備,在地基土層中打入鋼套管,隨后將其拔出,土層內便會形成樁孔,采用分層法在樁孔內部填入石灰土,并進行夯實處理,如此便可以得到灰土樁。

  這種加固法和豎向加密方法存在差異,灰土密樁是通過橫向加密土體的方式加固土體。施工期間,如果套管打入地層之后管周地基土受到水平擠壓,那么將會優化管周附近土體的物理性質[5]。一旦成樁之后,石灰土和樁間土出現離子交換以及凝硬反應,便會及時釋放熱量,土體的體積不斷膨脹,從而提高密實度、降低壓縮性,減弱這一部分土體的濕陷性。

  使用成樁加固法處理路面沉陷問題,一般是在原位對濕陷性黃土進行處理,不需要將地基土挖出,有極好的環保性[6]。此外,處理地基的深度最多可達到15m,所使用的回填材料成本低,機械設備與相關工藝的操作比較便捷,無論是經濟性還是技術性,都能夠獲得非常好的效果。

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