浅谈公路施工中路堤加筋技术
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作者: 梁国健
摘要：本文分析了当前加筋技术在我国公路工程建设中存在的主要技术问题，阐述了加筋技术的施工工艺。
关键词：公路施工；路堤；加筋技术
近年来，路堤加筋的主要作用在于提高路堤的稳定性、减小并控制不均匀沉降，路堤加筋的基本工作原理是利用加筋材料能承受拉力的特点，通过土与加筋材料之间的摩擦力形成抗滑力，从而提高路堤的稳定性，并通过加筋材料提高路堤的整体性，均匀分散荷载，减小不均匀沉降。用于路堤加筋的土工合成材料可采用土工格栅、土工织物、土工网。所选用的土工合成材料应具有足够的抗拉强度，具有较高的刺破强度、顶破强度和握持强度等。
1 采用加筋技术提高路基稳定性
当路堤的稳定性不足时，可采用土工合成材料加筋，以提高路堤的稳定性。结构形式：提高路基稳定性加筋结构形式的选择，应根据工程具体情况，遵循技术可行、经济合理、施工方便的原则综合比较确定。
2 设计计算
加筋材料的铺设层数、铺设范围应通过对加筋路堤的稳定计算、土工合成材料锚固长度计算以及平面稳定验算确定。加筋路堤整体稳定性和堤身稳定性验算采用圆弧条分法进行计算，求得安全系数最小值和相应的临界滑动面；当路堤下地基为浅层软弱土层时，还应验算加筋路堤的平面滑动的稳定性，我国设计规范中已建立了一套相对成熟的设计计算方式。
3 采用加筋技术减小路基不均匀沉降
加筋对路堤的沉降特别是不均匀沉降有一定的减小和调节作用，这在许多工程中都已证实，但基本理论研究还不够成熟，目前还没有建立―套完整的设计计算方法，应用效果较好的主要结构形式如下：
3.1 软土地基处理
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。加固方法常用以下几种：
1）塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18m。
2）砂井：砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌人中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软黏土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。
3）袋装砂井：井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18m。
4）排水砂垫层：排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。
5）土工织物铺垫：在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。
6）预压：在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30m。
7）挤实砂（碎石）桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20m。
8）旋喷桩：利用工程钻机将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20m。
9）生石灰桩：用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体，称为生石灰桩。最大有效处理深度20m。
10）换土：采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的黏性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3m。
11）反压护道：反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和―定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。
3.2 桥头台背路基填土加筋
台背路基填土采用土工合成材料加筋，主要是利用土工合成材料与构造物之间的铺固力以及与路基填料之间的嵌锁力和接口摩阻力，将结构物与路基填料联为一体，以增强其整体性，减少两者之间的不均匀沉降。加筋材料一般采用土工网或土工格栅，台背填料选用水稳性与压实性能良好的材料，一般选择砾石土、碎石土或天然砂砾填筑。
近年来，随着公路的建设的迅速发展，在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制，使得在软土地基上一次建成高级路面的关键技术问题得到了解决。
3.3 灰土挤密桩
当软土地层含水量过大或过小时，采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管；含水率过小，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈，后里圈并间隔进行；对已成孔应防止受水浸湿，且应当天回填夯实；为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，填一孔；当桩孔较密，土质松软，应采取间隔跳打夯实。施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
3.4 轻质材料路堤
用轻质材料填筑路堤可降低对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验，可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为9～12kN／m3。硅钻型粉煤灰黏性小，不具塑性，但液限在64%左右，最佳含水量37%～41%，有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层l～2m用粘质土包覆，以稳定边坡和利于长草，路床顶面用粗粒上封闭，厚0.3～0.5m。
3.5 土工合成材料加固
浅层（一般小于3m厚）的软土地基可采用先在地表铺筑土工布，再填筑路堤，土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用，从而取代常规的置换方法。软土层厚度3～5m，采用土工布与砂垫层联合处治，排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也可在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物，利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形以保持稳定，通过控制填土速率，配合超载预压，使地基迅速固结。
4 结束语
总之，加筋技术采用材料的范围广泛，其工程应用是一项不断发展完善的新技术。一方面应用新型材料不断推出，另一方面应用的领域不断扩展，应用的形式在不断更新。
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