公路工程軟基處理綠色施工技術(shù)應(yīng)用

景學(xué)東

河北北方公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司 河北承德 067000

在公路建設(shè)過程中難免會遇到不同類型的地基，軟土的主要特征是含水量高、孔隙率高、滲透性差、抗剪強(qiáng)度低，因此需要對其進(jìn)行適當(dāng)處理后方可作為公路路基使用。相反，若未對軟基進(jìn)行處理，直接將其作為正常公路路基使用，將直接導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性下降，甚至?xí)a(chǎn)生不均勻沉降和局部塌陷。軟基處理技術(shù)作為一項(xiàng)核心技術(shù)，其處理是否得當(dāng)都會影響到整個公路修筑質(zhì)量及后期使用壽命。本文對公路工程軟基處理綠色施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，為公路建設(shè)提供參考。

1 簡述軟土地基特征

軟基問題是公路建設(shè)過程中最容易出現(xiàn)的地質(zhì)問題。想要提高公路的平整度和施工質(zhì)量，加固地基是關(guān)鍵，確保上部建設(shè)的安全性，在此之前先掌握軟基的基本特征，才能實(shí)現(xiàn)針對性的加固處理。首先，地基內(nèi)包含大量的水，且土體的顆粒之間會形成一定的縫隙，導(dǎo)致其承載力有所下降。如果水分含量過多及空隙較多，會降低土體的受力能力，給公路的地基處理帶來不良影響。而土體流動會導(dǎo)致上部的路面受損程度嚴(yán)重，地基承載力下降，路面的整體性破壞，若未能及時加以補(bǔ)救處理，會引發(fā)坍塌等嚴(yán)重情況。最后，由于軟基內(nèi)部縫隙較大，所以其可壓縮性較強(qiáng)，抗壓水平低，使軟基的實(shí)際承載力大幅降低，因此在具體實(shí)踐中，需要對軟土地基進(jìn)行大范圍壓縮。軟土地基如果處理不當(dāng)，不僅會降低工程本身的耐久性，還會對周邊建筑物和道路的安全產(chǎn)生不利影響，造成路基坍塌、邊坡錯位等不利情況，不利于人們的順利安全出行，因此在公路工程施工階段，要高度重視軟土地基的強(qiáng)壓縮性。

2 公路工程軟基處理綠色施工技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

2.1 合理混入壓實(shí)密度大的原料

在軟基技術(shù)應(yīng)用中，需要添大量的硬度原材料，為提高地基硬度做好基礎(chǔ)工作。因此需要了解對應(yīng)的軟土地基地質(zhì)狀況，改善軟土地基自身密度較小的問題。篩選壓實(shí)原料，采用跟原地基土質(zhì)統(tǒng)一的、硬度大的原料實(shí)施混合填充，最終促進(jìn)軟土地基強(qiáng)度的提升。在施工過程中添加固化劑，并且采用機(jī)械進(jìn)行攪拌的形式，使軟土地基的原料和水泥進(jìn)行充分融合，也可以促進(jìn)軟土地基承載能力的提高，提高施工單位的工作效率。

2.2 換土施工技術(shù)應(yīng)用

換土法是軟基處理中最關(guān)鍵的技術(shù)，主要用于軟土地基承載力度欠缺時，能夠及時的替換掉不合格的土壤，使其變成硬度較大物質(zhì)，提升地基承載力度與穩(wěn)固性。本工程采用此手段，在實(shí)踐應(yīng)用中務(wù)必優(yōu)先考慮其投入成本，通常被應(yīng)用在軟土層很薄的地基建造中，且需要留意填土面積，防止大范圍施工造成了地基建造中極為不穩(wěn)固，嚴(yán)重情況會產(chǎn)生坍塌問題。

2.3 粉煤灰碎石樁施工技術(shù)應(yīng)用

粉煤灰碎石樁加固處理方式比較復(fù)雜，主要包括水泥及碎石、粉煤灰三種原材料，需要通過均勻拌和，用于樁體灌注原料。把拌和均勻的材料灌入軟基中，建立強(qiáng)度相對偏高的支撐體系，經(jīng)過檢驗(yàn)達(dá)到公路施工標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行地基施工的其他處理環(huán)節(jié)。該項(xiàng)加固技術(shù)實(shí)際操作難度不大，實(shí)用性較強(qiáng)，且樁體的支撐性較佳，建設(shè)材料的實(shí)際應(yīng)用量較少，造價經(jīng)濟(jì)合理。在當(dāng)前的項(xiàng)目中應(yīng)用范圍較廣。另外，在應(yīng)用該項(xiàng)加固技術(shù)時，不能忽視其缺陷，在軟基實(shí)踐處理中，可能會發(fā)生堵管的情況。而造成該種情況的原因是混凝土材料泵送過程中，使用的管材彎曲半徑有限，制約材料的傳輸效率，造成管道堵塞現(xiàn)象。對此，在混凝土泵卸壓后拆除堵塞部位輸送管，排出混凝土堵塞物后，再接管重新泵送。接管時，應(yīng)先排除輸送管內(nèi)的空氣，再擰緊管端接頭，每次作業(yè)完成后，要將管道清洗干凈，防止下次使用造成堵管現(xiàn)象。粉煤灰碎石樁技術(shù)的應(yīng)用提高了軟基的力學(xué)性能，使軟土固結(jié)具有良好整體性、水穩(wěn)性，形成較高強(qiáng)度的樁體，繼而達(dá)到軟基加固的預(yù)期成效。

2.4 強(qiáng)夯施工技術(shù)應(yīng)用

這種施工處理方法是基于軟土地基的軟土而發(fā)展起來的。由于軟土層土質(zhì)松軟，抗壓能力差，很難采用強(qiáng)度壓力法。針對上述情況，為提高該類地基的抗壓能力，可采用高強(qiáng)壓實(shí)法將軟土地基中的大量水分?jǐn)D出。當(dāng)含水量降低時，軟土地基的堅(jiān)固性和抗壓能力將得到提高。目前大多數(shù)施工人員會使用20t左右的重錘，在距離地面15m左右的位置對軟土層施加沖擊力。在短時間內(nèi)，土層會在大能量的沖擊下發(fā)生物理變形，擠掉土中的水分，進(jìn)而對土體進(jìn)行固結(jié)，增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度。具體施工流程如下：①清理場地，主要是平整施工場地；②確定第一次壓實(shí)的位置，并做好相應(yīng)的標(biāo)記，準(zhǔn)確測量場地標(biāo)高；③安裝起重機(jī)，將夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)；④正式壓實(shí)作業(yè)前，派專人檢測錘擊標(biāo)高；⑤抬起夯錘，然后放下，測量錘頂標(biāo)高值。如果通過測量發(fā)現(xiàn)錘子歪斜，應(yīng)及時分析原因并進(jìn)行整改。如果是坑底不平造成的，坑底應(yīng)填平。重復(fù)操作上述施工程序，可順利完成第一次壓實(shí)任務(wù)，配合使用推土設(shè)備將夯坑壓平，測量場地標(biāo)高，然后繼續(xù)反復(fù)夯實(shí)，最后用40t振動壓路機(jī)碾壓路面。在夯實(shí)控制點(diǎn)布置過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要在夯擊控制點(diǎn)上設(shè)置固定樁號，確定夯點(diǎn)位置，然后組織施工技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場檢測，確保夯擊點(diǎn)的施工效果能夠符合公路項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際需要。

2.5 表層處理施工技術(shù)應(yīng)用

在軟土地基建造實(shí)踐中，表層處理主要是對地基外表面增添恰當(dāng)原料，為進(jìn)一步提高地基建造密實(shí)度提供一定的保障，建造協(xié)助排水設(shè)施，將軟土地基中殘留水分順利排出，提升地基建造強(qiáng)度。針對軟土地基實(shí)施外層遲滯，且不是實(shí)施內(nèi)部加強(qiáng)，能夠有助于避免地基建造中發(fā)生形變狀況。表層處理技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容為集中高效實(shí)施排水，軟土地基的特性導(dǎo)致土壤中水分含量充足，影響上層建筑的建設(shè)。在運(yùn)用表層處理技術(shù)時，需要對軟土地基中含水量較多的部分進(jìn)行排水處理，降低含水量，促進(jìn)地基的穩(wěn)固程度提升。在排水工程實(shí)踐中，需要開挖排水溝，隨后實(shí)施溝槽建造實(shí)踐，重點(diǎn)留意四周地質(zhì)及其溝槽角度，確保水可流暢排出。砂墊法為表層處理技術(shù)之一，是普及度非常廣的處理技術(shù)，常運(yùn)用到土層薄弱、含水量較多的軟土地基建設(shè)中，施工實(shí)踐中采取鋪設(shè)上一層厚度的砂礫，可以固化地基。

2.6 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)應(yīng)用

在當(dāng)前的項(xiàng)目加固中，預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)屬于較為常見的技術(shù)。其使用要點(diǎn)體現(xiàn)在：其一，需要勘察軟基的基本情況，標(biāo)注出存在松散的區(qū)域，以免發(fā)生加固不到位，影響建設(shè)項(xiàng)目的整體性。其二，針對加固范圍實(shí)行進(jìn)一步確定，標(biāo)出具體的打樁點(diǎn)位，此過程要求專業(yè)人員完成，打樁點(diǎn)需基于項(xiàng)目現(xiàn)場的具體土質(zhì)狀況設(shè)置，同時根據(jù)項(xiàng)目的具體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際檢測信息，確定預(yù)應(yīng)力管樁點(diǎn)位。其三，完工后，在相應(yīng)的位置立起警示牌，避免遭到外界破壞。該項(xiàng)加固工藝能有效改善原本存在松散問題的土體，減小地基內(nèi)的縫隙。但和換填法相同，建設(shè)時間長，造成項(xiàng)目工期滯后，項(xiàng)目造價會有所提高，且在公路應(yīng)用后期，還可能發(fā)生沉陷的情況[1]。

2.7 堆載預(yù)壓施工技術(shù)應(yīng)用

此項(xiàng)預(yù)壓處理主要用于原有的土層內(nèi)，對其進(jìn)行砂井、排水，而后在地表設(shè)置砂墊層，并覆蓋上密封膜，使內(nèi)外空氣有效阻隔，借助埋設(shè)于墊層內(nèi)設(shè)置孔洞的管道，利用真空設(shè)備進(jìn)行抽氣，由此產(chǎn)生大氣壓差。受到壓差的影響，土層內(nèi)的水分會滲出，有效控制土層內(nèi)的壓力，繼而提高軟基的整體性，讓土體慢慢固結(jié)。在施工期間，需要動態(tài)掌握地下的水分含量。若軟基的松鋪厚度均在300mm左右，通過一次靜壓處理，后續(xù)會下降15mm左右。碾壓兩次后，實(shí)際厚度約為260mm。在完成輕壓處理后，需進(jìn)行多次強(qiáng)壓，保證地基的穩(wěn)定性。先需連續(xù)實(shí)施強(qiáng)碾壓兩次，使厚度再度減小10mm左右，而后在組織三次強(qiáng)碾壓，確保厚度控制在250mm左右。

2.8 高壓旋噴樁施工技術(shù)應(yīng)用

高壓旋噴樁屬于高壓噴射注漿的技術(shù)，該技術(shù)需要在預(yù)定的處理地點(diǎn)進(jìn)行打孔，然后再利用特制的注漿管以及高壓泵將攪勻的漿液高速噴射到鉆孔底部，讓其集中且連續(xù)地作用于土體，以便能夠充分混合，同時可以讓注漿管邊提升邊旋轉(zhuǎn)，以便最終形成圓柱狀或者壁狀加固土混合物，讓其在凝固后能夠成為一個高強(qiáng)度的固結(jié)體，這種方法一般可用來加固建筑物原有地基以及構(gòu)建地下防滲帷幕等。高壓注漿所形成的噴射流具有速度快、能量大等特點(diǎn)，所以其對許多土質(zhì)都有非常大的沖擊破壞，同時還能進(jìn)行一定程度的攪動，根據(jù)大量實(shí)踐證明，此種方法對淤泥、砂土、粉土以及碎石等都有著非常好的處理效果。如今該技術(shù)已經(jīng)相對成熟，其處理深度可以達(dá)到30m以上，然而一些含有較大碎石塊以及較多有機(jī)質(zhì)根莖等的地基，會在一定的程度上削弱和阻擋噴射流，從而影響最終的處理結(jié)果，因此在施工之前，工作人員需要對現(xiàn)場進(jìn)行勘察，以便做出調(diào)整[2]。

2.9 排水固結(jié)施工技術(shù)應(yīng)用

排水固結(jié)技術(shù)的應(yīng)用，需要做好施工準(zhǔn)備工作，需要設(shè)置豎向排水系統(tǒng)和水平排水系統(tǒng)，再通過壓力將土壤當(dāng)中的空隙水排出，然后將土壤固結(jié)。豎向排水系統(tǒng)，通常采用砂袋砂井，普通砂井和塑料排水板等，加壓方法主要采用真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓和堆載聯(lián)合真空預(yù)壓等。砂井的間距和直徑主要是由施工的要求和土的固結(jié)特性所決定的，一般砂井的直排水固結(jié)法適合應(yīng)用于飽和度較大的沖填土地基和軟土地基。需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際的土工試驗(yàn)和勘探。首先了解施工現(xiàn)場的土層條件，包括地下水位的深度、土的種類和厚度、透水層的位置以及土的成層厚度等。其次要做好固結(jié)試驗(yàn)，還要了解軟粘涂層的沿深度和抗剪強(qiáng)度的變化。最后要了解砂墊層和砂井所用砂料的含泥量和粒度分布。在布置砂井過程中，應(yīng)該計(jì)算好砂井的間距和直徑。在設(shè)計(jì)過程中先要假定砂井的井距，然后再計(jì)算地基固結(jié)度，如果無法滿足相關(guān)要求，就需要適當(dāng)延長施工周期或者縮小井距。在實(shí)際工程施工過程中需要注意以下幾點(diǎn)問題：第一，對施工位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時確保砂井的垂直度。第二，砂料當(dāng)中的含泥量要小于3%。第三，袋中砂適合應(yīng)用風(fēng)干砂。第四，在施工過程中要避免太陽光長時間直接照射聚丙烯編織袋。

3 土工合成材料加固施工技術(shù)應(yīng)用

在公路工程軟土地基加固過程中，選用將產(chǎn)品放置在土層內(nèi)部、地基表層中，結(jié)合材料自身的功能與特性，有效消除軟土地基的不良影響，起到保護(hù)地基主體的作用。其主要作用原理為：①加筋補(bǔ)強(qiáng)。通過在軟土地基中加入相關(guān)的條帶、纖維或網(wǎng)格等筋材，并使其與土質(zhì)充分融合過后形成復(fù)合土基，可有效提升公路路基的抗剪能力；②應(yīng)力分散。由于土工合成材料具有較高的強(qiáng)度和一定的韌度，因此將其放置在土層中，可與軟土地基形成一個整體，通過自身的特性有效降低軟土地基的變形問題，有效減輕軟土地基的沉降問題；③隔離作用。將土工合成材料鋪設(shè)在軟土層上，如防滲膜等，可有效降低軟土壤中天然水的滲透，在路基填料與軟土土質(zhì)之間形成有效的防水保護(hù)層，有效增強(qiáng)路基整體強(qiáng)度以及穩(wěn)定性[3]。

化學(xué)加固處理技術(shù)的應(yīng)用?；瘜W(xué)加固技術(shù)主要包括電化學(xué)加固和硅化加固，綜合分析公路工程的現(xiàn)實(shí)施工情況，大部分施工方傾向選用電化學(xué)加工方法處理軟土地基，其能較好地解除該類地基施工階段存在的問題。硅化加固方法主要是在砼施工階段配合使用多孔金屬灌注管，將硅酸溶液灌注至相應(yīng)土層內(nèi)，該種加固方式能獲得較充足的加固時間與加固半徑，能較好地改善土壤的滲透性與黏度，實(shí)際施工時，可參照土層特征還可以選用單孔灌注方法

4 結(jié)語

軟土路基處理是我國公路工程施工中最關(guān)鍵的內(nèi)容，同時也是公路工程施工中主要存在的問題。在公路工程施工過程中，存在諸多影響公路軟基處理效果的因素，要針對這些問題作出可行性措施，來有效提高公路工程施工過程中軟土路基的處理效果，從而提高公路工程的整體質(zhì)量，延長公路工程的使用壽命。