现代公路工程中路基加固技术的创新与应用
张海峰
山东远通公路工程集团有限公司 山东省滕州市 277599
摘要:我国交通行业和我国各行各业的快速发展,路基加固技术在现代公路施工过程中是主要技术,路基的稳固性是保障公路表面稳固与持久性的关键。在交通日益拥堵和自然条件多变复杂的背景下,公路基本建设面临更为严格的挑战。深入研究路基的稳定性问题,同时探讨切实可行的加强方案,是提升公路建设品质的核心所在。深入分析建造管理如何对公路稳定性的保持发挥关键作用,旨在通过深入的深入剖析,为公路建筑领域打造一套全方位的稳固性评估与加固设计全新体系,满足未来工程建设中的多元与复杂性需求。
关键词:公路工程;路基加固;技术创新;应用分析
引言
路基加固是指通过一系列工程技术措施提高路基土的承载能力和稳定性,确保公路的正常运行并延长其使用寿命。该过程关键在于改善土体的物理、化学及力学特性,使其能够有效抵御自然环境的影响以及车辆荷载的作用。在软土及特殊地质地区,由于土体承载力低、压缩性高,易在重载及不利气候条件下发生形变与损坏,因此路基加固成为交通基础设施维护的关键需求之一。
1路基处理的概念
路基处理是指对公路基础进行改良和调整,以提高路基的承载能力和稳定性,确保路面质量和安全性。在公路建设中,路基处理是至关重要的环节之一,它直接影响着公路的使用寿命和运行安全。土壤改良可以通过加入适量的石灰、水泥等材料,改善土壤的力学性质,提高承载能力和稳定性;加固填筑则是利用加固材料对路基进行加固,增加其抗压强度和变形能力;排水系统设计则是确保路基排水畅通,防止水分对路基稳定性的影响。路基是高速公路的重要施工内容。路基大致可以划分为半填半挖式、填方式、挖方式三种类型。在路基施工中,应根据路基类型的不同,制订具有针对性的路基施工方案。路基填料常为天然砂砾、碎石等,为保证车辆在公路上安全行驶,路基结构需要具有较高的承载能力。因此,需要采取有效措施加固处理高速公路的路基,促使其稳定性、承载能力等满足施工要求,尤其是在不良地段(如软土地基),必须选用科学、可行的加固处理方式,通过对其进行有效加固处理,提高路基的承载能力,促使路基的使用性能满足施工要求。
2公路工程中路基加固技术的创新与应用措施
2.1高压旋喷加固技术
高压旋喷法是一种利用高压活塞泵将水泥浆喷入土中的方法,在施工过程中,钻杆可旋转提升,从而实现泥浆向四面八方均匀喷射,水泥浆与土体发生化学反应及物理固化反应,形成高强度、高稳定性的固结体。为了保证加固效果,必须对钻杆的转速、起钻速度、注浆压力、注浆比例等进行严格的控制。高压旋喷法的注浆压力是影响补强效果的一个重要因素,一般来说,注入压力为20-30MPa,高喷射压力有利于泥浆在土体中的渗透,但过大可能引起土体失稳,需根据工程实际情况加以调整。喷嘴直径的大小直接影响喷出的泥浆量及覆盖面积,普通喷嘴直径是2-5mm,喷嘴直径越小,泥浆浓度越高,对细粒土的加固效果越好;对于粗颗粒土,喷嘴直径越大,覆盖面越广,喷射速度是指从喷嘴喷射泥浆的速度,一般为10-20m/s。合理的注浆速度能保证泥浆在高压条件下充分搅拌,形成均匀的加固体,泥浆比例对加固体的强度及稳定性有直接的影响。
2.2排水固结法
在公路不良路段路基施工中,通过选用排水固结法,能够有效解决路基不均匀沉降问题与稳定性问题。对于天然地基,也可以选用排水固结法,将砂井等设置在天然地基中,依靠建筑物的自重,对土进行施加荷载,以快速排出土体缝隙内的水,达到不断加固地基的目的。特别是对于软黏土地基,选用排水固结法,能够有效解决软黏土地基的不均匀沉降问题。
2.3路基加固处理工艺的效果评估
有效的效果评估是非常重要的,可以确保工程质量并为后续的维护和管理提供依据。评估工作通常在路基加固工程完成后立即进行,也会在使用过程中进行定期检查。评估的主要目标是确定路基的稳定性、耐久性和对交通负荷的响应能力,以及检查是否存在任何需要纠正或改进的问题。稳定性是评估的重要方面。工程师将利用地质勘探设备对路基进行检测,以确定其内部结构是否均匀,无空洞或松散区。该检测通常包括剪切强度测试、承载力测试等,还需要对路基进行长期监测,观察是否出现塌陷、破裂、风化等现象,另外还需要考察路基是否能有效抵抗环境因素,如雨水、冻融、热胀冷缩等。
2.4边坡支护技术
伴随高等级公路建设规模不断扩大,边坡支护技术在复杂地质环境下的应用愈发重要。深入研究显示,锚杆格构梁与土钉墙组合支护体系通过充分发挥各自优势,显著提升了边坡的整体稳定性。在该支护体系中,锚杆格构梁主要承担深层岩土体的锚固作用,通过预应力锚索将岩土体固结成整体,有效控制坡体位移;土钉墙则通过密集布设的土钉加固浅层土体,形成新的复合土钉挡墙结构,提供主动防护功能。在边坡支护工程实践中,针对不同地质条件采取差异化设计方案尤为关键。岩溶发育区域采用大直径锚杆配合钢筋混凝土格构梁,锚杆倾角保持在15-20度之间,锚固段深入基岩2.5倍锚杆直径以上;软土地区则优化土钉墙结构,采用小间距大密度设计,土钉长度随坡高呈梯度增加,并在坡面设置合理的排水系统。数值模拟结果表明,组合支护体系在各类荷载工况下均表现出良好的协同性,支护结构内力分布均匀,变形控制在允许范围内。
2.5深层固化技术
运用深层固定技术对泥土实施加工,从而调整其物理和化学属性,以提高泥土的稳定性。常见的解决方法有化学注浆和土壤加强,采用化学灌浆方法,将生石灰、水泥浆或有机树脂材料等化学物质注入地层中,从而提升土壤的承载力和抗剪强度。该技术方法特别适宜于加强那些地基不稳定或者土壤受损的地带,通过将固化材料和泥土混合夯实,能够明显提升路基硬度和承载能力。这项技术不但适用于建设全新的路面基层,也适合用于对现有公路路面基层加固和优化,特别是在那些车流量大、地质构造复杂的地区。
2.6砾石垫层加固
砾石垫层加固是一种常用的路基加固技术,适用于软弱地基或需要增加路基承载能力的情况。该技术通过在路基底部铺设一定厚度的砾石垫层来分散荷载,提高地基的承载能力和稳定性。在实施砾石垫层加固时,首先需要对路基地基进行评估和勘察,确定地基的物理性质、承载能力和含水量等关键参数。接着,根据勘察结果和工程设计要求,确定砾石垫层的厚度和填筑方式。一般情况下,砾石垫层的厚度应根据路基设计荷载和地基条件来确定,通常在30厘米以上。在施工过程中,首先需清理路基表面并进行必要的平整处理,确保砾石垫层能够均匀铺设并紧密结合地基。然后,将符合规格要求的砾石填筑在路基底部,采用适当的压实设备对砾石层进行均匀压实,确保垫层的密实度和稳定性。砾石垫层加固技术具有施工简便、成本较低、效果显著等优点,但也存在着对地基下层土壤的压实要求高、对填料材料的质量要求严格等挑战。
结语
综上所述,路基工程是公路工程的重要基础,人们的安全出行深受路基工程施工质量高低的影响。因此,在公路路基施工过程中,施工单位必须做好对不良路段路基的加固处理工作,严格遵守相关施工要求与施工规范,采取有效措施最大程度降低公路工程安全事故的发生。
参考文献:
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[2]徐升,马静.岩溶注浆施工技术在铁路岩溶路基工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2012,40(10):126-128.