淺談公路工程施工中路基加固處理的工藝與技術(shù)措施

唐世祿

（四川三江交通建設(shè)工程有限公司， 四川 宜賓 644000）

0 引言

除了路基本身土質(zhì)軟弱影響因素之外，水文氣候條件、路堤填料以及工程地形地質(zhì)等其他各方面的因素同樣會對公路路基產(chǎn)生相應(yīng)的影響，進(jìn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)包括下沉、不均勻沉降、擠壓位移等一系列問題?；诖?，本文將通過對簡要分析研究公路工程施工中路基加固處理的工藝與技術(shù)措施，力求能夠?yàn)榻鉀Q公路路基缺陷提供幾點(diǎn)有效的對策建議。

1 公路工程施工中路基加固處理工藝流程

通常情況下，在公路工程施工中遇到問題路基、缺陷路基，在對其進(jìn)行加固處理時，主要會采用三種思路，分別為替換問題土、改良缺陷路基以及對其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。即通過采用砂墊層等具有較高堅硬度的優(yōu)質(zhì)土替換軟弱土，或是采用各種化學(xué)、力學(xué)等技術(shù)手段使得路基土能夠擁有更高的密度，從而實(shí)現(xiàn)對原公路路基的有效改良[1]。此外，還可以通過使用包括薄膜、板樁等在內(nèi)的物質(zhì)對路基土進(jìn)行有效約束，也可以在路基土當(dāng)中適當(dāng)增加具有較高抗拉強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)材料，達(dá)到提高路基強(qiáng)度的目的。而筆者通過結(jié)合自身多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)公路路基加固處理工藝需要經(jīng)過如下幾個流程：首先需要施工人員對石頭、水泥等相關(guān)材料質(zhì)量進(jìn)行有效檢驗(yàn)，確保石頭含泥量在5/1以內(nèi)，其顆粒直徑應(yīng)當(dāng)在實(shí)際壓實(shí)厚度67%范圍之內(nèi)。其次在回填時需要在按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行規(guī)范操作的前提下盡量進(jìn)行集中回填，按照從中間向兩側(cè)的順序進(jìn)行擴(kuò)展，并盡可能縮短回填時間。在攤鋪工藝流程中，需要根據(jù)工程實(shí)際需要選擇與之相適應(yīng)的推土機(jī)和壓路機(jī)，在由推土機(jī)完成均勻碾壓之后，使用壓路機(jī)反復(fù)進(jìn)行至少三次的均勻碾壓，且注意保持碾壓的均勻性和平穩(wěn)性，以有效防止因碾壓不均而導(dǎo)致土層出現(xiàn)反彈、不均勻沉降等問題。分層鋪墊厚度為50c，而為了保障路基加固處理后具有良好的平整性，還需要在最后進(jìn)行壓實(shí)前在其空隙位置處，用細(xì)小材料譬如說沙粒等進(jìn)行填筑。

2 公路工程施工中路基加固處理技術(shù)措施

2.1 壓力注漿技術(shù)

在公路工程施工中使用壓力注漿技術(shù)對路基進(jìn)行加固處理，主要指的就是通過采用液壓、氣壓等相關(guān)原理，將具有良好凝固性能的漿液經(jīng)由注漿管，向路基軟弱或沉陷部位的土體當(dāng)中進(jìn)行均勻填筑，使得漿液可以通過填充或是滲透、擠密等形式，將原本巖石裂縫中的水分、土體顆粒之間的氣體等全部擠出并取而代之[2]。當(dāng)漿液完全硬化之后，原本松散的路基土將固結(jié)成一個完整的“結(jié)石體”，且其具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠有效達(dá)到加固路基的效果，避免公路路基出現(xiàn)不均勻沉降等問題。譬如在某高速公路路段中出現(xiàn)了明顯的下沉問題，同時路面出現(xiàn)了十多條寬度在2m到6m的交錯裂縫，跳車現(xiàn)象十分明顯。在采用補(bǔ)縫防滲等處理方式仍未奏效后，施工人員決定使用壓力注漿技術(shù)加固公路路基。其首先采用有效應(yīng)力庫倫-莫爾定律精確預(yù)測了土體的可灌性，在公式當(dāng)中，有效主應(yīng)力的最大和最小值分別用1σ以及3σ表示，φ和c則分別代表著有效內(nèi)摩擦角以及有效粘聚力。施工人員選擇將水玻璃水泥漿作為灌漿材料，主劑和溶劑分別為硅酸鹽水泥和水，而水玻璃則作為外加劑。在按照水、水泥、水玻璃1:1:0.03的比例進(jìn)行配比之后，施工人員首先進(jìn)行了注漿孔施工，其使用了長度在1.5m到2m，直徑在37mm到42mm范圍內(nèi)的注漿花管，直接使用沖擊錘將其打入受注層位。在參照表1對注漿擴(kuò)散半徑進(jìn)行明確，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行逐次加料和充分?jǐn)嚢柚?，施工人員采用了自上而下的孔口封閉注漿方式，即每次只進(jìn)行一段注漿孔的鉆孔施工，在孔口用三角楔止?jié){塞封口，而后按照從上往下的方式進(jìn)行分段注漿，注漿段控制在1.5m至2m。通過采用此種路基加固處理方式之后，路基承載力基本能夠維持在200kPa以上，沉降則在30cm以內(nèi)，達(dá)到了良好的路基加固效果。

表1 注漿擴(kuò)散半徑值r（m）

2.2 托底灌漿技術(shù)

在某公路路段施工當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)基層位置處出現(xiàn)了多處裂縫，而為有效保障公路施工工程具有較高的施工質(zhì)量，需要對公路路基進(jìn)行加固處理。施工人員在充分結(jié)合各項(xiàng)現(xiàn)場勘探數(shù)據(jù)之后，決定沿著路基方向使用托底灌漿技術(shù)加固路基基巖。通過嚴(yán)格按照既定的同一布孔方案進(jìn)行鉆孔設(shè)計后，將鉆孔深度設(shè)定為至少5m，按照試探性灌漿-間歇式灌漿-交替式灌漿-加壓灌漿的順序進(jìn)行施工。首先在試探性灌漿當(dāng)中，如果地基孔隙較小且在灌入量不斷增多下，漿液也會隨之上升時，統(tǒng)一采用水料比為0.55的標(biāo)準(zhǔn)漿進(jìn)行灌漿。反之則采用水料比為0.5稠漿進(jìn)行灌注。而如果孔隙直徑相對較大，但隨著灌入量的不斷增多，稠漿并不會隨之上升時，需要在完成一定量漿液的灌注之后，間歇一段時間等待其初步凝結(jié)，而后再繼續(xù)灌注直至托底。鑒于該路基加固施工工程對施工時間有著明確限制，因此為了能夠有效提高施工效率，縮短施工時間，施工人員采用了先進(jìn)行漿液灌注而后再灌注砂礫，隨后繼續(xù)灌注漿液的方式直至托底[3]。最后在對灌漿壓力進(jìn)行有效控制，使之能夠始終保持在0.1到1MPa間的前提下，統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)漿進(jìn)行加壓灌注，等到壓力在半小時內(nèi)可以保持較高穩(wěn)定性且托底已經(jīng)基本固結(jié)之后進(jìn)行灌漿終孔。而經(jīng)過此番加固處理之后，路基沉降量明顯下降，基本可以控制在2mm左右，在使用聲波測試法對加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)其聲波速度提升至了每秒4500km，這也意味著路基在托底灌漿技術(shù)的運(yùn)用之下起到了良好的加固效果。表2展示的就是該公路施工工程中的加固工程量

表2 加固工程量

2.3 粉噴樁加固技術(shù)

粉噴樁加固技術(shù)同樣也是在公路路基施工當(dāng)中，經(jīng)常被用于加固處理路基的一項(xiàng)施工技術(shù)。其通過將粉體作為加固料，在無需添加任何水分的情況下，通過直接吸收大量地下水，使得加固之后的地基柱體具有較高的承載力。在某公路路段的路基下方擁有厚度為4m的淤泥層，且存在不均勻沉降的問題，因此為了能夠有效加固公路路基，施工人員在進(jìn)行換土法、基地生石灰樁加固和粉噴樁加固的施工方案比較之后，發(fā)現(xiàn)粉噴樁加固技術(shù)不僅操作簡便，且工程造價最低，因此最終選擇使用粉噴樁加固技術(shù)。其通過選擇使用鉆徑為0.5m的粉噴鉆機(jī)，并將水泥和石膏作為固化劑，分別按照60kg/m和2.4kg/m的比例膠乳土體當(dāng)中，在選擇樁中心橫縱向矩分別為1.25m和1.5m的粉噴樁之后，按照梅花狀進(jìn)行布設(shè)。為有效了解具有地基沉降情況，施工人員通過利用公式：計算地基沉降，在這一公式當(dāng)中，樁土復(fù)合體、粉噴樁以及樁間土的變形模量分別用E0、Ep以及EN進(jìn)行表示，同時Ep和EN分別取60MPa以及5MPa[4]。隨后施工人員首先對原地面進(jìn)行整平，隨后按照相應(yīng)的施工設(shè)計方案，對樁位和鉆機(jī)機(jī)身進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使之具有一定的垂直度，在啟動鉆機(jī)下鉆之后，等到其攪拌鉆頭與地面相近時，開啟空壓機(jī)送氣并進(jìn)行鉆進(jìn)。待鉆到設(shè)計孔深時將送氣閥門關(guān)閉并進(jìn)行加固粉料的噴送，直至其到達(dá)樁底時，通過將攪拌鉆頭緩慢提升至樁頂標(biāo)高之后立即停止噴粉。此時施工人員通過將送氣閥打開并同時關(guān)閉送料閥，令攪拌鉆頭在設(shè)計樁頂標(biāo)高位置處進(jìn)行為時兩分鐘的轉(zhuǎn)動，使得樁頭具有較高的均勻性和密實(shí)性之后，在將鉆頭鉆入設(shè)計樁底進(jìn)行再攪拌，最后將攪拌鉆頭從地面中提出并進(jìn)行下一樁位粉噴樁施工即可。通過采用這一公路路基加固處理之后，施工人員得到如下表所示的靜載試驗(yàn)結(jié)果：

表3 靜載試驗(yàn)結(jié)果

由此證明粉噴樁自身具有較高的強(qiáng)度，基本能夠達(dá)到加固公路路基的目的。結(jié)束語：在公路施工工程當(dāng)中加固路基的重要性不言而喻。本文通過結(jié)合實(shí)際案例對常用的幾種路基加固技術(shù)和工藝進(jìn)行簡要論述，證明了其強(qiáng)大的應(yīng)用價值。但考慮到不同公路工程的施工條件、路基情況等各不相同，因此在選用公路路基加固處理技術(shù)的過程中，施工人員還需要結(jié)合具體施工情況進(jìn)行合理選用，從而真正發(fā)揮出公路路基加固處理技術(shù)的應(yīng)有效用。

[1]馬生順，謝舉.基于公路路基的加固措施方法研究[J].中華民居（下旬刊），2013，05（10）：346-347.

[2]丁澤鎮(zhèn).公路路基防護(hù)設(shè)計與加固技術(shù)措施分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013，11（24）：173-174.

[3]賈建新，慈軍.后注漿法鉆孔灌注樁在建筑樁基施工中的應(yīng)用[J].山西建筑，2012，15（04）：31-32.

[4]楊慶.公路工程施工中路基加固處理的工藝與技術(shù)研究[J].科技與企業(yè)，2014，33（08）：225.