震害公路路基修复加固技术研究

摘要：汶川和玉树地震发生后，我国对震后公路的安全性检测评估及修复重建技术极为重视。据此，本文特就震后公路路基的修复措施进行了分析。

关键词：公路路基；震害；修复；处治

1 前言

公路是地震发生之后抗灾物质运输、人员疏散与救援人员的通道，是生死攸关的救灾生命线。路基作为公路工程的基础，应当为路面提供一个稳定、耐久、并且有一定强度的基础。震后路基由于受地震力及一些不利因素的作用，发生变形、开裂滑移、排水设施失效、土体松散等多种破坏，造成承载能力、稳定性、耐久性降低。因此，有必要对震后路基进行修复加固，以满足车辆通行的需要。

2 路基主体修复加固

地震引起的路基破坏一般为多种形式并存，路基主体病害主要有四种形式：第一是临河或外侧临空路基的下沉、滑移开裂、坍塌；第二是地基液化造成的路基沉陷开裂；第三是地质破碎带断裂造成的路基错台、挤压；第四是路基上边坡滑塌的大岩体砸坏路基。

⑴常用修复方法

根据路基主体震害特点，对其修复可采取“清、挖、填”等修复措施。清：清除路面上的落石、崩塌体、边坡上的危石、道路障碍物等；挖：开挖便道或临时填筑形成临时路基；填：对垮塌的路基采取填土填石夯实后形成临时路基，对开裂的路基采用填土、灌浆等技术封闭裂缝。

1)注浆加固

注浆加固（压力灌浆）是路基修复的重要手段之一。它通过钻孔压送的手段把具有一定稠度的浆液注入到松散土层或岩石裂缝中，对周围土体进行压密，使孔隙减少，密实度增加，从而使土体强度增加。注浆加固的作用机理是靠浆液凝结的粘结力和强度，固结土的颗粒，充填和加固岩石裂缝，使土层和岩层的力学性质得到改善，使岩层裂缝得到愈合加固，阻止滑坡，提高路基承载力和整体稳定性。使用注浆加固路基可以避免路基翻挖重填的繁琐工艺，既保证了质量，有节约了工期。注浆加固是震后裂缝路基处治的首选方法。线路在地震影响下出现路基裂缝，如裂缝较大，则灌水泥混凝土；如裂缝较小，在应急处治方案阶段可以不予处理；如裂缝一般大小，则灌水泥砂浆。

2)小直径钢管桩加固

小直径钢管桩是一种将注浆与小直径桩方法联合使用的技术。在严重开裂变形的高填路基路段，可以利用地质钻机成孔快速形成小直径钢管桩，对路基进行加固修复，以保证路基的整体安全稳定性，同时辅以疏排地表水、地下水的工程措施。

3)便道绕避

对于路基垮塌、被埋等严重损毁，短时间内难以修复或加固路段，在条件许可下，可以开挖便道或填筑形成临时路基，以保证抢通、保通和灾后重建阶段救援人员和物质及时到达灾区。

4)回填夯实

对于垮塌、滑移严重的路基可以采取对路基翻挖，重新填筑夯实，必要时加铺高强土工格栅，形成新路基。

⑵具体处治方法

1)对于临河或外侧临空路基的下沉、滑移开裂、坍塌的破坏，可采取如图5.所示的两种修复措施。第一是路基外侧存在一定宽度地基土，采取开挖部分路肩后重新碾压回填；第二就是对临河路基，采取设置抗冲刷的重力式挡土墙或桩基础挡土墙进行支挡。

2)地基液化造成的路基沉陷开裂，补强一般是采用注浆封缝+罩面处理；翻修则是对路面开裂破损严重的路段，首先挖除路面面层，然后在对基层行补强，一般通过注浆封缝和铺设土工格栅处理，然后新铺路面。

3 山体滑坡断道处治

山体滑坡断道是汶川地震后震灾区公路工程恢复重建中各个阶段的重点工作之一，对于山体破坏掩埋路基的处治，归根结底要做好路基上边坡的处治工作，特别是一些对易滑坡路段应进行重点治理。处治措施应根据边坡类型、破坏特征、与路基的相对关系等进行多方案比选。对于震害边坡防护治理可以采用以下修复措施。

⑴清方

对于路基上方范围内的崩滑堆积土体及松动基岩岩体可进行清方，清方时若上部滚落的大量碎石土、石块需堆积在原公路上不能保证行车和施工安全时，可考虑在其以安全网加以围护防止滚落的石块飞溅击伤过往行人及车辆。清方时上方可采用爆破及高压水冲刷相结合的方法清除危岩及松散的土体，下方及时用装载机装运加快清方速度，尽快解除上部非稳定的崩滑物对后续施工及过往行人和车辆的安全威胁。

⑵支挡防护

支挡防护是边坡处治的基本措施，对于不稳定的边坡岩土体，使用支挡及加固对其进行处治一种较为可靠的手段。它的优点是可以从根本上解决边坡的稳定性问题，达到根治的目的。

当路基上边坡发生大面积崩塌，边坡坡面仍堆积有大量的松散物时，可考虑设置SNS柔性网进行主动或被动防护，以保证车辆和行人的安全及道路畅通。当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时，可采用压力注浆加固手段对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透，对破碎边坡岩土体起到胶结的作用，形成整体。此外，砂浆柱对破碎边坡岩土体起到螺栓连接作用，达到提高坡体整体性及稳定性的目的。

对边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可打入一定数量的锚杆对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用，它是一种浅层加固手段。对于软质岩石边坡或土质边坡，可向坡体内打入足够数量的土钉，对边坡起到加固作用。

土钉加固边坡的机理类似于群锚的作用。与锚杆相比土钉加固具有“短”而“密”的特点，也是一种浅层边坡加固技术。两者在设计计算理论上有所不同，但在施工工艺上是相似的。当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时，此时预应力锚索不失为一种较好的渗层加固手段。它在高边坡的加固工程中，正逐渐发展成为一种趋势，被越来越多的人接受。

⑶削坡减载

边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。地震作用后破坏的坡体自动会变得平缓，通过进一步的工程措施进行削坡，削掉一部分边坡不稳定岩土体，可使边坡坡度放缓，稳定性提高。它是边坡处治的常用措施之一，具有施工简便、经济、安全可靠的优点，通常为首选工程措施。

⑷防排水及边坡防护

边坡滑塌一般均与水文情况有关，因此对于易失稳边坡应设置较为完善的排水设施。例如可以设置地面的滑坡边界的截水沟、防、排水沟，使地表水不致流入滑坡体内或冲刷边坡；如有地下水的出水点，则视其出水量大小，分别采用盲沟或PVC排水管将其引排出边坡。在搞好放排水的同时，也要对坡面进行认真的防护和封面，以防止雨水侵入。边坡防护包括植物防护和工程防护。植物防护适用于震后恢复重建阶段，在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物，通过植物根系发育，起到固土，防止水土流失的一种防护措施。这种防护措施一般适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。此外，植物防护还具有美化路容，协调环境的优点。

工程防护包括砌体封闭防护、喷射素混凝土防护、挂网锚喷防护等。

4 支挡结构震害处治

当挡土墙震后发生砸坏、倾斜滑移、倒塌等震害时，可以选用表1所列的修复加固措施。

⑴锚固法

施工时，采用高强钢筋作锚杆，穿入预先钻好的孔内，用水泥砂浆灌满锚杆插入岩体部位，固定锚杆，待砂浆达到一定强度后对锚杆进行张拉，然后固紧锚头，以此来分担土压力。

⑵套墙与支撑墙加固法

套墙加固法：在原墙外侧加宽基础，加厚墙身，施工时，应先挖除一部分墙后填土，以减小土压力，同时应注意新旧基础和墙身的结合。方法是先凿毛旧基础和旧墙身，必要时应设置钢筋锚栓或锚杆，以增强联结，墙后回填土必须分层填筑并夯实。

支撑墙加固法：在挡墙外侧，每隔一定的间距，增建支撑墙，支撑墙的基础埋置深度、尺寸和间距应通过计算确定。

⑶重砌处理

原挡土墙损坏严重，采用以上加固方法不能达到设计强度要求时，则应考虑将损坏部分拆除重建。为防止不均匀沉降，新旧挡墙之间应设置沉降缝，并应注意新旧挡墙接头协调。

⑷砌石或石笼处理

对滑动、下沉破坏的挡墙，如地基处理工程复杂，为防止危及未损坏部分，可采用于砌块石或堆码石笼的方法进行加固。

对于毁坏的挡墙应采用拆除重建；局部破损的挡墙宜采用修补；对于地震中大量挡墙并未发生倾覆破坏，而只是墙顶发生了位移开裂变形，宜在挡墙上增加水平向约束（锚索、锚杆、筋带等），保证挡墙的稳定。

5 结语

综上所述，路基主体的修复方法主要“清、挖、填”等修复措施，具体包含清方、注浆加固、小直径钢管桩加固、便道绕避、回填夯实等；山体滑坡断道修复方法一般包含清方、支挡防护、削坡减载、防排水及边坡防护等；对于支挡结构的处治方法一般有锚固法、套墙与支撑墙加固法等。