中级工程师论文格式公路施工中的路基加固技术

　　摘 要：作为公路路面基础的路基，虽然没有直接与外界环境和行车荷载发生作用，但仍旧承受着来自环境的影响和基层的荷载扩散，因此，其同样需要具备足够的强度和稳定性。通过科学的方法与措施对路基进行加固处理，有利于更好地保证路基的强度及稳定性，进而保证路基的使用性能。

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　　前言

　　近年来，随着我国国民经济建设的迅猛发展，致使公路的规模、发展程度以及车辆的荷载在不断变化、不断增加，这给路基的承载能力提出了越来越高的要求，同时亦使各种各样的路基处理技术、加固方法广泛地应用于路基工程建设中。

　　一、路基的加固方法

　　1、机械碾压法

　　机械碾压法是最常见的一种路基压实加固方法。该方法是用压路机、推土机、平碾、羊足碾或其他碾压机械在路基表面来回开动，利用机械自重把松散的路基土压实加固，以充分发挥路基土的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的沉降，增大路基土的不透水性，提高路基的强度稳定性。

　　1.1 碾压机理

　　在泥土中，在一定的压实功能下，当含水量很小时，土颗粒表面仅存在结合水膜，土颗粒间的引力很大，土颗粒间的相对移动困难，土的干密度较小。随着含水量的增加，土颗粒表面水膜逐渐增厚，颗粒间引力逐渐减小，土颗粒相互间在外力作用下容易发生相对移动，达到更密实的程度，干密度随之增加。但当含水量继续增加，超过最佳含水量以后，土颗粒孔隙中几乎充满了自由水，虽然土颗粒易于移动，但多余的水不易排出，在外力作用下，孔隙水压增加，抵消了冲击作用，阻止土粒的移动，土体反而得不到压实，干密度下降。由此可见，只有在一定的含水量范围内压实，才能得到较好的效果。

　　1.2 施工方法

　　公路填方应从最低处开始，由下向上整个路基宽度水平分层碾压。为了提高碾压效率，在碾压机械碾压之前用推土机铺土、推平，低速预压4～5 遍，以保证表面平实。然后用压路机采用“薄填、慢驶、多次”的方法碾压，填土厚度不得超过30cm;碾压方向从两边逐渐压向中间，碾轮每次碾压与前次碾压后轮轮迹重叠一半左右;碾压时要控制行使速度，压实遍数不少于6遍。每碾压完1 层后，用人工或推土机拉毛，以保证层间的接合，然后继续填土碾压。当土层表面太干时，洒水湿润，使其含水量达到最佳，以保证上下土层结合良好。在路基边缘处，碾压机无法碾压之处应采用人工夯实并注意其质量控制。

　　2、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。

　　2.1 注浆法的加固机理

　　目前，关于注浆法的加固机理有以下几类理论：

　　(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。

　　(3) 压密注浆：通过钻孔向土层中压入浓浆，随着土体的压密和浆液的挤入，浆液在压浆点周围形成灯泡形空间，并因浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力，从而引起地层局部隆起。

　　2.2 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。a.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。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。b.浆液流量的管理在注浆施工中，对于充填后的暗穴采用较小的浆液流量。由于其强度低，为避免采用过大的注浆压力，往往采用较小的浆液流量。浆液流量一般调节在8～30L/min范围内。实际上，由于注浆设备的性能及经济性等原因，设备对流量的调节能力是有一定限度的。因此，首先应决定浆液流量，然后据此来选用注浆设备。

　　二、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。

　　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。对于公路上的排水沟渠，一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固，而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。

　　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%。

　　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。

　　三、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。

　　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，公路的边坡，多采用种草防护边坡较高时，采用砌石框格种草防护。由于干旱缺水，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。

　　石砌圬工防护仍较普遍使用，混凝土预制块护坡多用在路堤边坡，连片的及带窗孔的护面墙;用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝上防护也有较好的效果。

　　但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题，从保护环境的角度出发，建议大力推广既能改善生态环境，美化景观，又一劳永逸的种草防护。

　　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。

　　3、支挡防护

　　挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理，墙身圬工体积小，也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度，并采用预制构件拼装，是一种特殊型式的挡土墙。

　　结束语：

　　我国公路的发展方向是高速、重载线路，致使无论设计标准还是施工质量，对路基强度和沉降都提出了更好的要求，而要达到这种要求，就要从路基施工准备阶段开始重视其加固措施，所有施工工序都必须按照设计、规范及业主的要求，科学组织、合理安排、严格管理、精心施工，以期从源头上狠抓施工质量，进而保证路基工程的成本、进度、质量三大目标的有效实现。