1、公路路基路面质量通病成因分析及施工加固摘要:裂缝是公路路基路面的常见的质量通病，一旦处理不当将会直接影响公路的运行质量与安全。本文结合工程实例，阐述了该公路路基路面裂缝产生的原因，在此基础上，讨论了公路路堤边坡加固设计方案，最后提出了采用预应力锚索加抗滑桩复合支护的加固处治技术，并通过施工监测来保证处治质量，可供参考。 关键词:路面路基；裂缝；预应力锚索；抗滑桩；加固；处治技术 Abstract: cracks highway subgrade pavement is the common quality problems, if mishandled will directly affect
2、 the operation of the highway of quality and safety. Combined with engineering examples, this paper expounds the highway roadbed cracking reason, on this foundation, discuss the road embankment slope reinforcement design scheme, and finally proposes using prestressed anchor pile composite support of
3、 reinforcement and treatment technology, and through the construction monitoring quality to ensure that they might do, available for reference. Keywords: road embankment; Crack; Prestressed anchor cable; Anti-slide pile; Reinforcement; Treatment technology 中图分类号： U213.1 文献标识码：A 文章编号： 近年来，随着我国公路建设事业的
4、迅猛发展，人们也越来越注重公路的质量品质，但在公路修建完成交付后，由于行车荷载和自然因素、设计、施工等方面的原因及不足，往往公路路基路面会产生不少质量问题，如裂缝问题，对公路的运营造成极大的危害。因此，加强公路路基路面质量问题的研究，采取科学、可靠、合理的处治技术，对于发展我国公路建设事业具有重大意义。 1 工程概况 某公路路段，路线全长 22.35km，设计行车速度 80km/h，路基宽26m，双向四车道。竣工通车后，在第 2 标段 K12K13 区间发现路面有长度约 100 多 m 的两段纵向裂缝。路段路堤填料为弱膨胀土，填土高度24m30m，边缘 2m 范围内填土采用 7%掺灰改性的方法
5、进行了处理，路堤边坡坡度在 1：1.51:2 之间，浆砌片石护坡。顶面纵向裂缝宽度约3mm5mm，裂缝用沥青灌缝处理后又已张开，表明裂缝呈发展趋势。 2 公路路基、路面裂缝原因分析 裂缝的产生原因是复杂多样的，根据现场的实际情况，结合设计方案和施工现场记录，经过了大量的计算分析，认为导致该路段路堤顶面、基层和路面纵向开裂的原因是综合性的，包括设计方案中对膨胀土复杂性考虑不够，但主要是路堤填筑施工中分层填土压实的工艺不够合理，再加上外部条件的共同作用，导致了路堤膨胀土的物理力学性能劣化，填土含水量高，压实度不够，路堤施工完成后的工后沉降较大，由于包边土和内部填土沉降不均匀，导致裂缝沿两种土边界规
6、则出现。这种裂缝如不及时处理，雨水会大量沿裂缝下渗，进一步造成路基的不均匀沉陷和路基路面对应位置裂缝的发展，进而影响到边坡的稳定（如边坡塌滑、崩裂等） ，危及行车的安全。综合现场观察的情况来看，该标段高填方路堤和路面有比较规则的纵向裂缝出现，裂缝呈现发展趋势，目前边坡尚无明显的整体滑动迹象，但是局部区域，尤其是第一级和第二级边坡已出现一些不稳定的征兆，如果不及时进行处理，极有可能造成路堤边坡的失稳破坏。 3 公路路基、路面裂缝施工加固 3.1 路堤边坡加固设计 在分析裂缝发生发展原因的基础上，对高填方路堤常用的几种加固方法如锚杆、挡土墙、抗滑桩、土钉和预应力锚索进行了比较，也从工程实际存在问题
7、出发，诸如： 1）高填方路堤和路面顶部现已开裂且裂缝有发展趋势； 2）影响边坡稳定的采空区的治理效果尚不明确，有待进一步观测； 3）裂缝出现后采取的处理措施不尽完善； 4）边坡稳定分析与现场观察的情况反映出上部的二级台阶最容易发生失稳的现象； 5）缺少路基填土的详细的试验数据指标，缺少路基沉降观测的数据；6）路基路面防排水的设施不够完善。最终建议采用安全系数相对较高的预应力锚索和抗滑桩联合加固的方案。 3.2 抗滑桩设计 (1)抗滑桩的工作原理与特点优势分析 抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物，它穿过滑体在滑床深度处锚固，抵抗滑坡推力的作用。众多工程实践表明，抗滑桩能迅速、安全、经济
8、地解决一些比较困难的工程。它的主要优点有：抗滑能力大，圬工数量小，在滑坡推力大、滑动面深的情况下，较其它工程经济、有效；桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以单独使用，也可以与其它建筑物配合使用。 但是，抗滑桩是利用桩周土体对桩的嵌制作用稳定土体的，所以不适用于软塑体滑坡,另外，较之其它抗滑支撑措施需用较多钢材。 (2)抗滑桩设计 抗滑桩依靠桩侧向抗力来承担滑坡的推力,使滑坡保持平衡和稳定。抗滑桩可以将滑坡推力传递到滑面以下稳定的坚实土层，故其可以较好解决不滑坡的稳定问题。根据滑坡推力的计算结果，在第 3 块滑体末端设置抗滑桩，截面采取 2.03.0m,抗滑桩间距 4.5m 桩长
9、1821m，埋入滑面以下 8m。作用于抗滑桩的滑坡推力分布形式选取按梯形分布荷载计算，抗滑桩在滑面以上部分采用悬臂梁法计算内力，滑力以下部分采用弹性地基梁理论计算。混凝土强度等级 C25,采用 m 法计算，抗滑桩的弯矩、剪力和桩侧压力计算结果如图 4。抗滑桩计算的变形符合规定的要求。桩身对地层侧压力满足式(1)的要求： (1) 式中： max桩身对地层的侧压应力； 土的重度； 土的内磨擦角； c土的粘聚力； 地面至计算点的深度。 根据内力计算结果，抗滑桩采用 GB50010-2002 混凝土结构技术规范“承载能力极限状态”进行配筋和结构设计。抗滑桩的顶端用1.0m1.5m 的钢筋混凝土梁连接起
10、来，加强抗滑桩之间的联系。 3.3 预应力锚索加抗滑桩加固处治技术 该施工技术主要包括预应力锚索施工和抗滑桩施工两部分，其施工工艺阐述如下： 3.3.1 预应力锚索施工 (1)钻孔：一级台阶水平钻孔长度为路基宽度。在钻孔前，首先确定锚固孔的孔位和孔距，打入标桩，标明钻孔编号，孔位偏差不大于100mm。钻机可用支架安装定位于坡面，确保钻机稳固，开钻前应仔细检查孔位、孔距，确保孔位的正确性。钻孔时采用无水钻进，钻进过程中应对每孔的进尺速度、地下水情况及一些特殊情况做现场记录，如遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理，注浆 36 小时后方可重新钻进。钻孔过程中还应及时测量孔深和倾斜情况，发现倾斜应及时
11、纠正。 (2)锚索制作与安装：锚索采用 315.2mm 高强度、低松驰预应力钢绞线制作而成，锚索应除锈、除油污。 (3)锚索孔注浆：锚索孔内采用 P.O42.5 水泥配置的 1：1 的 M30 水泥砂浆，水灰比 0.45，砂浆强度不小于 30MPa，从单侧框架梁预留孔进行注浆，注浆压力不低于 0.25MPa。注浆 前浆液应充分搅拌，现搅现用，当孔内浆液初凝后应及时进行二次注浆以保证注浆饱满。 (4)框架梁施工：框架梁采用 C25 钢筋混凝土现场浇筑，浇筑时预埋OVM 锚垫板及孔口 PVC 管。 每片框架梁（12m）应整体浇筑，一次完成，两片梁之间设置 2cm 的伸缩缝，缝内用沥青麻筋填塞。 (
12、5)锚索张拉锚固：当框架梁达到设计强度后，可进行预应力锚索的张拉和锁定。设计张拉应力 300Kn，张拉分五级两次进行，即按照设计值的 20%、40%、60%、80%、100%和 110%进行张拉，其中前三级为一次张拉，一次张拉完毕 5 天后进行二次张拉，超张拉 110%后锁定。张拉完毕后留30mm 长的钢绞线，其余截去，采用 C25 混凝土及时封闭锚头。 (6)现场试验：为了确定锚索的极限承载力，验证锚索设计参数和施工工艺的合理性以及工程质量，现场需照规范要求进行锚索的抗拔试验。3.3.2 抗滑桩施工工艺 (1)挖孔：人工挖孔，每次挖孔深度不超过 1m。开挖必须跳桩（2 根桩以上）进行，开挖过
13、程中应及时核对地质资料，若地质情况发生变化时应及时通知设计人员调整桩长。 (2)护壁施工：挖至每节孔深（1m）后，检查孔的尺寸大小及偏心情况，符合要求后则进行护壁模板及进行护壁施工。开挖过程中，如遇地下水或软弱夹层时，护壁适当增加钢筋或加厚，防止护壁开裂破坏或坍孔。 (3)钢筋笼制作与安装：钢筋笼现场制作，当桩孔挖至设计标高后，进行钢筋笼吊装，钢筋笼的垂直位置及砼保护层应符合设计要求。 (4)砼灌注：钢筋笼安装到位后即可进行砼灌注，砼灌注必须一次完成。 3.3.3 排水措施 (1)截水沟，急流槽 为了避免雨水侵刷路堤松散土体，需在坡面上方 4m 处设置浆砌片石截水沟，在坡顶汇水处设边坡急流槽兼
14、做检查梯。急流槽每 40m50m 设一道。每级平台设排水沟将水汇集于急流槽或截水沟、边沟。 (2)排水孔 泄、排水孔：在 1 级护面墙上设 5cm10cm 泄水孔，间距 2m2m 交错布置，墙后设 20cm 厚反滤层。 4 施工监测 边坡加固工程施工完毕后，为了掌握锚杆预应力损失情况和锚杆的位移变化规律，以便确认锚杆的工作能力，需要对锚杆进行长期观测，一般连续观测时间超过 24h 就可看作是长期观测。在观测结果过程中，如果发现锚杆的工作性能较差或不能完全承担锚固力，可以根据观测结果，采用二次张拉锚杆或增设锚杆数量等措施，以保证边坡锚固工程的可靠性。 锚杆预应力变化的可采用测力计，测力计一般安装
15、在传力板和锚具之间并始终保持中心受荷。由于锚杆张拉锁定后头几个月预应力损失较大，一年后逐渐递减，两年后预应力损失基本终止，趋于稳定状态。故张拉锁定后的长期监控时间一般不得少于一年，但如遇自然环境恶劣并对边坡稳定性有较严重影响时，监控时间应适当延长。且每个工点不得少于 35 个观测点。同时在混凝土浇筑过程中应有专人对观测设施进行监护。 锚杆张拉锁定后第一个月内每日观测 1 次；23 个月内每周观测 1次；46 个月内每月观测 3 次；712 个月内每月观测 2 次；12 个月以后每月观测 1 次。在观测过程中，如出现异常，应立即进行检查，处理完毕后，方能继续观测。观测成果及时整理，第一年内的观测成果将作为工程验收的资料。 5 结语 总之，路面路基裂缝问题如果不能及时处理，裂缝的范围和危害将会扩大，进而影响到边坡的稳定，危及行车的安全。因此，对公路工程路基路面的裂缝质量通病问题必须引起足够的重视，结合裂缝的具体发展情况，采取切实可行、可靠的处治技术，以提高公路通车性能，确保人民生命财产安全。 参考文献 1 莫志明，公路路基施工质量通病成因及其处治措施J.企业导报,2011.11 2 唐颖, 公路路基工程质量通病原因分析及预防措施J.中国新技术新产品,2010.06
