浅谈公路路基设计中的常见问题

浅谈公路路基设计中的常见问题

摘要：随着我国经济、社会的不断发展，对公路路基设计也提出了越来越高的要求。本文针对软土地基路段的路基加固设计以及路基边坡中的骨架植物防护设计进行了浅要的分析和探讨。

关键词：公路；路基；设计

一、引言

在公路工程中经常会出现软土地基路段，如果设计不当，往往会造成路基在施工时或运营后出现不同程度的沉降，而当局部沉降量较大时，就会发生路堤滑移、路面沉陷等病害，从而严重影响公路的通行状况，因此，在公路路基设计中必须对其采取行之有效的加固处理方法；而对于路基的边坡而言，骨架植物防护以其良好的防护以及绿化和美化效果，再加上施工方便及适用范围广等优点，已经成为当前我国公路路基工程在边坡防护设计中的新宠，已经得到了广泛的应用和普及。。

二、软土地基路段的路基加固设计

1、固化剂法加固设计

当高填方路段的地基为软弱土层时，若是更换路基填料受到了限制，并且填料数量不大，即可设计在原填料中掺入一定数量与品种的固化剂来进行加固处理，从而避免出现路基的沉陷。而固化剂作为一种较特殊的建筑材料，由于其不同的化学组成和物理性质决定了不同的特点、类别和固化方法。对于路用材料固化剂，从形态上看可以分为液体、固体两大类；而从化学构成上看可以分为助固化剂和主固化剂两大部分。其中，液态状的主固化剂通常主要采用水玻璃，而助固化剂则采用各类无机盐，比如碳酸镁、碳酸钙等；固体粉状的主固化剂中通常主要以石膏水泥、石灰为主，而助固化剂则采用高聚物，比如聚丙烯酸、聚丙烯酰氨或者含有活性因子的有机化合物。前者使用时，是通过特殊工艺将浆液注入土中来使土固结，适用于深层土的固结；而后者通过与土混合加压，适用于浅层或表层土的固化。当前固化剂的种类很多，在加固处理的设计时可以根据用土的各类以及固化剂的类型、成分来选用。

2、粉喷桩法加固设计

当公路的局部路段（10m以内）地基为软弱土层时，为避免出现路基的沉陷，

较为理想的一种方法就是采用粉喷桩法。粉喷桩是通过在软基之间发生一系列的化学和物理反应，从而在原地基中形成了刚度和强度较大的桩体，与此同时，也使得桩周围的土体性质能够得到改善，从而由桩体与桩间土体形成的复合地基来共同承担外来荷载。而采用粉喷桩法加固路基应当认真调查软土地基的情况，并认真做好粉喷桩的设计（桩距、桩径、桩身强度、固化剂掺入量、土样含水量、粉喷桩龄期等）。由于粉喷桩处理软基属于隐蔽工程，且通常是昼夜施工，因此应当格外注意做好粉喷桩的质量控制。

3、压力注浆法加固设计

压力注浆法是根据电化学、气压或液压原理，采用注浆管来将浆液均匀地注入地层中，通过浆液以挤密、渗透和充填等方式来占据岩石裂缝中或土粒间的空间，并经人工控制一定时间之后，该浆液可将原来松散的裂隙或土粒胶结成为一个强度大、结构新的整体。其注浆的机理主要有压密注浆、劈裂注浆和渗入性注浆三种。压力注浆法设计主要包括浆液浓度、注浆压力、注浆量、注浆次序等内容，而如何控制和选择浆液浓度和注浆压力等因素，则是压力注浆法设计中首先要解决的问题。注浆压力是保证压力注浆施工质量重要因素之一，假如压力过小，则浆液射流达不到预计的范围，导致扩散半径小，并易形成空白区；而假如压力过大，则又会破坏路基的原结构，冲垮边坡或抬升路面，还可能会使浆液沿着路基的薄弱部位冲出，从而达不到注浆的目的。所以在进行大范围注浆前，必须先进行试验，并根据注浆段的路基类型，再结合单孔注浆量来选择合适的注浆压力。而浆液浓度根据经验通常采用水灰比1∶1较为适宜，当黏土路基的密度较大时，可以适当增大水量，从而使稀浆能够更充分地进入黏土路基当中。

三、路基边坡中的骨架植物防护设计

1、浆砌片石边坡骨架植物防护设计

浆砌片石边坡骨架植物防护较适用于较缓的土质以及强风化岩石的边坡，能够防止边坡受到雨水侵蚀，并避免土质的坡面上形成沟槽，从而提高对风化层的土体进行支撑稳固的作用。其形式一般主要有人字形骨架、菱形或方格骨架、拱形骨架等。事实上就是将长大的坡面分割为由若干骨架来支撑的小块的土坡，并采取分而治之的措施。其造型美观，具有规则的形状，当其骨架中间的植物长起来之后，白绿相间，具有很好的视觉感官。其骨架的作用就在于分割和支撑坡面，

并消除坡面上较大范围之内的相互牵引、渐变的影响。而骨架的间距及其宽度，可根据工程的实际情况来进行设计。依据大量工程调查和实践，拱形骨架的护坡对坡面的风化土体的稳固支撑作用比菱形或方格骨架的护坡更好。甚至在一些地方可以看到有的拱形骨架的下面表土已经局部塌空，但是其对上部坡面的仍然支撑良好。然而拱形骨架的施工要比菱形或方格困难，而且当风化界面的效应加剧时，往往造成边坡的浅层滑坡，甚至骨架被破坏，在这种情况时就应当考虑设计支挡建筑物。

2、多边形预制混凝土空心块边坡植物防护设计

多边形预制混凝土空心块边坡植物防护适宜用于较缓的土质边坡以及强风化、全风化的岩石路堑等边坡。其形式较为多样，但当前采用较多的是六边形的空心块。这种六边形预制混凝土空心块边坡植物防护事实上和拱形骨架的植草防护差不多，也是把边坡坡面分割为由若干骨架来支撑的小块的边坡。但因为其与后者相比较所分割的面积更小，同时每个六边形和周围六个六边形进行相互嵌挤，所以其抗雨水的侵蚀能力和稳定性比拱形骨架要强很多。而且多边形预制混凝土骨架植物防护具有防护效果好、造型美观、施工容易等优点，在路基边坡高度一般的路堑坡面的防护中可作为设计的首选。

3、锚杆混凝土框架边坡植草防护设计

锚杆混凝土框架边坡植草防护是近些年来对锚杆挂网进行喷浆防护的教训和经验进行总结后逐渐发展起来的，不仅保留了锚杆对于风化破碎的岩石边坡已有的主动加固的作用，避免岩石边坡经过爆破松动和开挖卸荷而造成局部的楔形破坏，而且还兼顾了浆砌片石边坡骨架植草防护中便于绿化、造型美观的优点，适宜用于土质的边坡以及坡体中无风化破碎、无不良结构面的岩石路堑的边坡。而且锚杆混凝土框架边坡植草防护有多种组合形式：喷播植草+混凝土空心块+锚杆混凝土框架、喷播植草+土工格室网+锚杆混凝土框架、喷播植草+三维土工网+锚杆混凝土框架、喷播植草+锚杆混凝土框架等。此方法在设计时应注意其施工过程中是采用分层加固、分层开挖的方法，从而确保其各级边坡均能在施工中保证安全和稳定。同时每开挖好一级边坡，就对该级边坡及时进行加固，然后再继续下级边坡的开挖，这样可以避免边坡的暴露时间太长而引起的边坡土体应力的松弛和强度的降低，从而确保每级边坡具有足够的稳定性。