浅谈路基的加固的几种方法

浅谈路基的加固的几种方法

摘要近几年来，随着高速公路的发展，对地基的承载能力要求越来越高，天然的软土地基远远不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求，各种各样的软土路基处理技术已广泛地应用在各种建筑工程与土木工程中。

关键词公路路基；加固；方法

公路路基作为路面的基础，尽管不与行车和外界环境荷载直接发生作用，但仍旧承受来自基层的荷载扩散和环境的影响。路基要发挥其作用，必须具备足够的强度和稳定性。天然状态下的路基填料结构松散，强度与稳定性都较差，很难满足道路行车和气候荷载的作用要求，因此，对路基必须予以人工再次压实，也就是进行必要的加固，使其达到设计要求的强度与稳定性指标。

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。这种压实方法常用于地下水位以上大面积填土的路基压实以及一般非饱和粘性土和杂填土地基的浅层处理。

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。

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 强夯法

强夯法又称动力固结法或动力压实法，该方法是由法国Menard 技术公司

首创的一种土体加固方法。我国于20世纪80年代开始，在天津新港、河北、山西等地进行了强夯法的试验研究，并取得了较好的加固效果，此后在全国推广使用。

1）加固机理。早些的理论认为，由于强夯时巨大的冲击能量，使土体产生强烈的震动和应力，从而导致土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水顺利逐出，土体迅速固结以达到减少沉降提高承载能力的目的。目前，除了该理论对强夯机理作了解释外，还有振动波理论。振动波理论认为:强夯的特点是将机械能转换为势能，再变为动能作用于土体。在重锤作用于地基一瞬间，使土体产生强烈震动，类似了地震的震源，在地基土中产生震动波，从震源向四周传播。又因地基为一弹塑性材料，在巨大的冲击能作用下，质点在连续介质内振动，其振动的能量可以传递给周围介质，而引起周围介质的振动。

2）强夯法加固路基施工工艺。①施工要求。大面积夯实前需要试夯，由试夯对设计参数进行验证，若有不符之处需再调整，以便设计更合理；在强夯之前应绘制夯锤、最终成型布置图，便于施工；如夯击过程中出现弹簧等不利现象，应立即停止施工，改进方案；强夯的目的是加固土体，因此强夯结束后必须达到设计要求，否则需补夯。②施工过程。先对场地平整，然后按照最终成型布置图确定夯击点位；起重机就位，使夯锤对准夯击点位置，并测量夯点锤顶高程；将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩下落后放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜，应及时将坑底整平；重复上述步骤3，按设计规定的次数夯击标准完成一个点的夯击；换夯点，重复上述步骤2～4，直到完成第1遍全部夯点；用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；在全部夯点完成后，若无弹簧现象，可以进行第2遍夯击。

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）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）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。第一，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。第二，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。

4 结束语

总之，我国公路的发展方向是高速、重载线路。从设计标准、施工质量、对路基沉降和强度都提出了更高要求。因此，要达到这种要求，就要从路基施工准备阶段就开始重视，所有施工工序，都要严格管理，狠抓质量，才能从源头上、根本上建设出社会效益和质量得到保证的工程，为人民造福。