摘 要:通常軟土路基的承載能力比較弱,極易產(chǎn)生沉陷坍塌、開裂等現(xiàn)象,對(duì)道路的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。目前,在已經(jīng)使用的道路上,進(jìn)行軟土路基的維修養(yǎng)護(hù),對(duì)施工技術(shù)和施工周期都有嚴(yán)格的要求。文章闡述了劈裂注漿加固技術(shù)、花管注漿加固技術(shù)兩種軟土路基維修養(yǎng)護(hù)的有效辦法,并以珠街-廣南-法利-西林界二級(jí)公路工程為例,探討了軟土路基的加固技術(shù),以期為該行業(yè)提供相關(guān)的參考資料。
關(guān)鍵詞:軟土路基;沉降病害;注漿加固技術(shù)
近年來,我國的道路建設(shè)工程的數(shù)目持續(xù)增加,其質(zhì)量也在不斷提升,其中不乏不斷完善施工工藝的推進(jìn)作用。而注漿技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軟土路基的加固施工中,提高了道路的安全性以及使用的壽命,從經(jīng)濟(jì)上而言,大大降低了后期維護(hù)的成本,對(duì)軟土路基的建設(shè)有著重大的意義。
1 軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術(shù)
1.1 劈裂注漿加固技術(shù)
1.1.1 產(chǎn)生病害的原因
第一,剝蝕坍塌。這種現(xiàn)象通常發(fā)生于高等級(jí)的道路中,其主要原因是通常情況下,這種道路的路基是一種高填路堤,比較容易受到風(fēng)力、流水的沖擊作用,泥石流等自然災(zāi)害會(huì)產(chǎn)生剝蝕的作用,從而破壞軟土路基使其變形,倘若不實(shí)施可行、有效的維護(hù)措施,就會(huì)導(dǎo)致路面開式的變形,從而使道路不能正常通行。第二,浸水引起的沉陷。這種情況通常發(fā)生于雨水較為頻繁的區(qū)域,在這種地方雨水積于地面,如果排水系統(tǒng)不流暢,雨水就會(huì)滲入軟土路基中,再加上路上行車的載重、土體自身的重量、水體溫度的變換等因素,如果不能及時(shí)的采取措施,就會(huì)導(dǎo)致其承載能力的降低,產(chǎn)生沉陷現(xiàn)象,損壞路面,導(dǎo)致其開裂。第三,剪切拉裂。引起剪切拉裂的主導(dǎo)因素是:在行車產(chǎn)生的振動(dòng)負(fù)荷載重或者土體自身產(chǎn)生的重力作用下,高觸變性的軟土就會(huì)體現(xiàn)出很大的流變性質(zhì),致使軟土朝著外面移動(dòng),如果不能及時(shí)采取相應(yīng)的措施,就會(huì)使路基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象,而且沉降的并不均勻,進(jìn)而引發(fā)開裂等病害。
1.1.2 劈裂注漿加固技術(shù)特點(diǎn)
第一,該技術(shù)施工的過程中不用開挖路基土體,不會(huì)對(duì)道路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害,對(duì)正常的交通影響較小,具有無阻礙、創(chuàng)傷小、施工范圍窄等特點(diǎn);第二,施工的時(shí)間較短、效率較高,能夠快速恢復(fù)交通;第三,施工工藝較為簡單,容易掌控,在管理施工人員上可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理模式,為提高施工的質(zhì)量提供了有力的保障;第四,劈裂注漿的技術(shù)相對(duì)成熟,投入成本較低。
1.1.3 作用機(jī)理
這種加固技術(shù)采用的是非開挖的形式進(jìn)行的,其主要的機(jī)理是:利用外力,將漿液注入路基的土體中,從而漿液將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生附加壓式的作用力,隨著這種壓力的升高,土體最小的主應(yīng)力面將會(huì)形成剪切式的裂縫,此時(shí),注入的漿液就會(huì)沿著新產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行非??斓臄U(kuò)散;當(dāng)持續(xù)向土體中注入漿液時(shí),土體最小的主應(yīng)力也會(huì)持續(xù)增加,同時(shí)注入的漿液隨之產(chǎn)生更大的壓力,就會(huì)使最大、最小兩種主應(yīng)力的作用方向產(chǎn)生變換,進(jìn)而產(chǎn)生二次劈裂。經(jīng)過上述的兩次劈裂式的向土體中注入漿液,建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)式漿液脈絡(luò),完善土體的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)提升軟土路基穩(wěn)定性以及強(qiáng)度的目的。
1.1.4 作用效果
在將漿液通過劈裂的方式注入土體中時(shí),漿液會(huì)把土體空隙中的空氣、水排擠出去,同時(shí)漿液中的離子能和土體中的離子進(jìn)行交換,并發(fā)生物理填充、化學(xué)結(jié)晶等作用,形成網(wǎng)絡(luò)形狀的結(jié)石,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土體骨架以及脈絡(luò)的加固,構(gòu)建成一種新的路基結(jié)構(gòu),兼具高密度、高強(qiáng)度、高水穩(wěn)定性等特點(diǎn),最終實(shí)現(xiàn)提升軟土路基穩(wěn)定性能的目的[1]。
1.2花管注漿加固技術(shù)
1.2.1 花管注漿加固技術(shù)的概述
花管注漿指的是:利用鉆孔把注漿使用的花管深入土體的要進(jìn)行加固層面,通過分段式的注漿方法,讓漿液在外界的壓力作用下,通過花管注入加固地層,這種方式注入的漿液較為均勻,并且可以控制漿液在每段中含量,還能保證漿液擴(kuò)散時(shí)的均勻程度。
1.2.2 花管注漿加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
第一,能夠最大限度的防止軟土路基注漿時(shí)不均勻現(xiàn)象,避免由于路基的凹凸不平導(dǎo)致的交通事故的發(fā)生;第二,該技術(shù)的運(yùn)用能夠在最大程度上減小投入的成本、完工后的維修養(yǎng)護(hù)成本,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化;第三,大幅度地減短了軟土路基施工的時(shí)間,也在一定程度上起到了保護(hù)環(huán)境資源的作用;第四,該技術(shù)的施工過程較簡便,對(duì)施工者的要求也不高,還能保證注漿施工的優(yōu)越性。
1.2.3 花管注漿加固技術(shù)的加固原理
第一,改變了土體的性質(zhì)。在將漿液注入土體后,將會(huì)產(chǎn)生很多的物理化學(xué)反應(yīng),能夠產(chǎn)生膠凝體類的混合物質(zhì),這些物質(zhì)的強(qiáng)度很高;第二,起到防滲堵漏的作用。在將漿液注入軟土路基后,它會(huì)將土體中的孔縫填滿,從而將水體流動(dòng)的通道堵上,避免了水體的縱向、橫向流動(dòng),減小了水體沖擊對(duì)路基產(chǎn)生不好的影響;第三,具有骨架支撐的作用,在將漿液注入軟土路基后,漿液會(huì)以魚骨的形狀凝固于土體中,強(qiáng)化了土體的整體性,同時(shí)還提升了土體的密度和強(qiáng)度,從而產(chǎn)生骨架支撐的作用;第四,具有壓實(shí)、劈裂和滲透的作用,在將漿液注入軟土路基后,漿液深入孔縫中,在外界壓力的作用下,將會(huì)對(duì)土體形成一定的劈裂作用,從而引導(dǎo)漿液沿裂縫進(jìn)行滲透。
1.2.4 花管注漿加固技術(shù)施工的技術(shù)要點(diǎn)
在注漿加固施工中,第一次應(yīng)用靜態(tài)的方式。根據(jù)分段原則,將注漿用的花管固定于注漿的地層,再通過劈裂的方式將水泥砂漿注入相應(yīng)的位置,在其深度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求時(shí),把注漿花管拖延至下一段,重復(fù)上述步驟的操作,一直至所有需要注漿的路基都注入了漿液。
2 工程實(shí)例
2.1 工程概況
珠街-廣南-法利-西林界二級(jí)公路工程位于云南省文山州境內(nèi),該段公路技術(shù)等級(jí)為二級(jí),路線全長109.57565公里,其中珠街至廣南段45.25公里,廣南經(jīng)法利至西林界段58.871公里,廣南縣城過境線5.55公里。該公路于2009年10月開工建設(shè),于2011年6月28日通過交工驗(yàn)收,該公路目前已通車。K63+360段為沿老路改造路段,公路運(yùn)營至今該路段左半幅路基出現(xiàn)下滑及沉降現(xiàn)象,導(dǎo)致路基路面破壞,如圖1所示。
2.2 路基加固方案
由于該滑體所在的斜坡已經(jīng)發(fā)生明顯的蠕滑錯(cuò)動(dòng),因此應(yīng)按滑坡治理原則選取治理方案?;轮卫碓瓌t是:技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、不留后患。對(duì)于支擋工程的位置,盡可能利用滑體抗滑段的抗滑力,以減少支擋結(jié)構(gòu)的荷載。同時(shí)應(yīng)針對(duì)滑坡的具體特點(diǎn)、滑動(dòng)面埋深及滑坡體的特點(diǎn),可分段采取不同的整治措施。具體措施包括以下路段:
(1)滑坡治理工程公路里程為K63+320~K63+460段,路段內(nèi)的左半幅路基鋼管注漿加固,見圖2。
(2)路基加固工程公路里程為K61+835~K62+035段,全幅采用路基鉆孔注漿加固,見圖3。
3 結(jié)束語
注漿加固技術(shù)在軟土路基中的廣泛應(yīng)用,有效治理了路堤填方沉降或開裂、地基軟弱坍塌等路基病害,提高了軟土路基的安全性和使用期限,對(duì)軟土路基的新建或者改建都具有非常重大的意義??傊{加固技術(shù)滿足了現(xiàn)代多樣的道路建設(shè),值得深入研究、探討。
參考文獻(xiàn)
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[2]稅歡,徐亮.關(guān)于軟土路基花管注漿加固技術(shù)的探討[J].城市道橋與防洪,2015,09:134-136+16.