对公路施工中路基加固技术的探讨(2)

1.3　注浆法

注浆法是指利用液压、气压或电化学原理, 通过注浆管把浆液均匀地注入地层中, 浆液以充填、渗透和挤密等方式赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置, 经人工控制一定时间后, 浆液将原来松散的土料或裂隙胶结成一个整体, 形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学元素稳定性好的"结石体"。注浆方法目前常用的有4 种, 分别为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、喷射注浆。

1.3.1　注浆法的加固机理

目前, 关于注浆法的加固机理有以下4 类理论.(1) 渗入性注浆理论: 在注浆压力作用下, 浆液克服各种阻力而渗入孔隙和裂隙, 压力越大, 吸浆量及浆液扩散距离就越大。(2) 劈裂注浆: 在注浆压力作用下, 浆液克服地层的初始应力和抗拉强度, 引起岩石或土体结构的破坏和扰动, 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。

1.3.2　注浆法加固路基施工工艺

(1) 注浆次序

在设计注浆孔的排列时, 一般原则是从外围进行围、堵、截, 内部进行填、压, 即先将注浆区圈围住,再在中间插孔注浆挤密, 最后逐序压实, 这样易于保证注浆质量。所以, 注浆的施工次序必须遵循逐渐加密的原则。先钻、注第1 次序孔, 而后开始第2 次序孔的钻进和注浆, 依次类推。这样还可以随着各次序孔的推进, 及时地检查注浆效果。为使浆液渗透均匀,注浆段长不宜太长。

(2) 注浆施工中的技术管理

①注浆压力的管理: 注浆压力是了解浆液在地基中渗透情况的重要线索, 是注浆施工中最基本的管理内容。根据注浆压力的变化情况可以进行浆液流量、凝胶时间的调控, 也可通过注浆压力的变化来判断注浆情况。在向充填后的暗穴注浆时, 所使用的浆液主要是水泥浆。开始注浆时, 采用的注浆压力较小(当有承压水时, 注浆压力应高于动水压力)。随着浆液的流动, 水泥颗粒逐渐沉淀增加了浆液流动阻力, 这时需较高的注浆压力才能使浆液继续流动, 最后达到最终注浆压力。

1.4　桩基加固法

桩基加固是利用制孔机械设备在软土路基中钻孔, 填入加固料制成桩, 桩和软土构成复合地基。加固料和土体共同作用, 增加地基承载力。根据填入孔中加固料不同而分为碎石桩、生石灰桩、挤密砂桩等。

1.4.1　碎石桩

碎石桩根据成桩方式不同分锤击式碎石桩、预配式碎石桩和振冲碎石桩等。振冲碎石桩与前两种桩相比具有操作简单、施工方便、成桩效率高等特点, 被广泛采用。碎石桩加固软土地基的机理是软土和碎石桩组成复合地基, 一般桩体应力要比土体应力高3～5倍。碎石桩的直径一般为80～ 90cm , 桩长视软土层厚度而定, 一般桩长为6～8m , 间距按要求的承载力通过计算确定, 常按梅花或方形排列。粒径小于8cm 的碎石、卵石、砾石、矿碴等均可作为桩体填料。碎石桩顶部铺以0.5～ 1.0 m 厚的碎石垫层, 一方面均布基底应力, 另兼作横向排水通道。

1.4.2　挤密砂桩

挤密砂桩是在软土地基制成的孔中灌人中、粗混合砂料或砂与角砾的混合料, 以振动或冲击方式挤密形成砂桩。密实的砂桩挤密了软土层形成复合地基。挤密砂桩施工若置换率很大时应避免产生地面隆起和侧向挤出, 这种情况一般发生在砂桩设置于约束力很小的超软土层中。遇此情况, 一是采用砂和角砾摩擦力较大的回填材料； 二是采用间隔挤密的方法。

2 路基路面排水

水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素，许多路基病害是由水的侵蚀造成的，另外，从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑，也必须做好路基排水，形成排水系统，并与地区排水规划相协调。在路基施工中，应重视施工排水，防止因各种原因造成的水患，给路基、路面施工造成不必要的损失。

2.1地面排水

最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠，一般都要求铺砌防护。

2.2路面排水

路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水，减少水从路面渗入，使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应≥2％。

2.3地下排水

路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等，其特点是以渗透力式排水，当水流量较大，多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物，几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8-30cm，很适用于地下排水。

3 路基防护

路基的修筑改变了地层的天然平衡状态，以及路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，因此需要进行各种类型的防护。

3.1坡面防护

坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来，随着对环境保护的重视，高等级公路的边坡，多采用种草防护边坡较高时，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)种草防护。由于西部干旱缺水，边坡种草防护类型的选择很重要，现大多采用草坪植生带，即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内，当草籽发芽也长成草起到固土作用后，无纺布纤维自然腐烂，不会污染环境，效果很好。

3.2冲刷防护

防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进，用高强土工格栅代替铁丝做石笼，用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡，很能适应土体不均匀沉降。

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