公路工程軟土路基施工技術(shù)分析

雷 維

（甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

軟土路基是公路建設(shè)中十分常見(jiàn)的路基?？筛鶕?jù)基礎(chǔ)類型、置換裝置、分層、排水和固結(jié)情況，選擇處理與加固技術(shù)，以便提高基礎(chǔ)性能。在公路工程軟土路基的施工中，必須遵守處理、加固和施工的基本規(guī)范性，因地制宜地做好方法的選擇和工藝的控制，尤其是軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)和水泥深層攪拌樁施工作業(yè)，不得有半點(diǎn)疏漏，以確保路基施工效果，達(dá)到改善路基結(jié)構(gòu)的目的。本文簡(jiǎn)單分析公路工程軟土路基施工技術(shù)方案，希望能為公路施工作業(yè)提供參考與借鑒。

1 軟土路基常見(jiàn)施工處理技術(shù)

在當(dāng)代公路工程施工中，最常用的軟土路基處理技術(shù)包括換土墊層施工技術(shù)、深層密實(shí)施工技術(shù)、排水固填處理技術(shù)、化學(xué)加固技術(shù)、加筋處理技術(shù)等。

換土墊層技術(shù)基本施工流程是先對(duì)施工區(qū)域的軟土進(jìn)行全部挖除后，對(duì)土層結(jié)構(gòu)實(shí)施碾壓與夯實(shí)，做好挖除部分的回填作業(yè)，改善回填層結(jié)構(gòu)。

深層密實(shí)施工技術(shù)通常是采用振動(dòng)處理方法或者擠密法來(lái)增強(qiáng)深層土壤結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，提高路基結(jié)構(gòu)的承載能力，避免出現(xiàn)濕陷性現(xiàn)象。

排水固填處理技術(shù)是在軟土路基施工處理過(guò)程中，為施工區(qū)域適當(dāng)設(shè)置垂直排的水井，以此改善路基的排水條件。

化學(xué)加固技術(shù)是通過(guò)加入化學(xué)漿液或者水泥來(lái)改善軟土地基結(jié)構(gòu)，優(yōu)化土壤性質(zhì)，促進(jìn)土粒之間的膠結(jié)，全面加強(qiáng)地基承載能力與穩(wěn)定性，控制沉降與滲漏問(wèn)題。

加筋處理技術(shù)適用于砂土地基與黏性土地基，該方法主要是在軟土地基施工中設(shè)置樹(shù)根樁或者碎石樁，并加入鋼條、鋼帶、玻璃纖維或者尼龍繩作為拉筋，從而形成人工復(fù)合土體以增強(qiáng)地基的抗壓、抗拉、抗彎與抗剪能力[1]。

2 全面做好公路工程軟土路基施工作業(yè)

2.1 做好施工前期準(zhǔn)備工作

（1）科學(xué)處理軟土路基問(wèn)題，首先要做好軟土路基施工設(shè)計(jì)作業(yè)。軟土路基不同于普通正常路基，組合結(jié)構(gòu)非常松散。據(jù)調(diào)查了解，軟土中的天然孔隙比均高于1.0，天然含水量通常大于或者等于液限。在沿海區(qū)域，淤泥質(zhì)土壤的含水量更高，通常在35%~50%之間，如果軟土均屬于淤泥，其含水量通常在56%~100%，這樣的地基極為松軟，抗壓能力非常低。

（2）做好施工區(qū)域?qū)嵉乜辈旌驼{(diào)查工作，并記錄和分析有關(guān)數(shù)據(jù)信息，明確路基結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)、水文環(huán)境等，以便采用適合的施工方法，并做好因地制宜的軟土路基施工設(shè)計(jì)方案，采取針對(duì)性有效措施進(jìn)行加固處理。

（3）在軟土路基施工之前，還要對(duì)各項(xiàng)資料文件以及數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化分析，準(zhǔn)確計(jì)算路基的承載力等，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量性能要求，選擇適合硬度、適合材質(zhì)和大小的路基填筑料，在綜合軟土路基現(xiàn)場(chǎng)情況、全部資料信息以及多方意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、施工計(jì)劃方案，科學(xué)選擇施工技術(shù)、材料設(shè)備。

（4）軟土路基施工前要做好一系列測(cè)量放線工作，明確具體工程項(xiàng)目樁線的布局和布置，并對(duì)高程、導(dǎo)線、中線、水平點(diǎn)等進(jìn)行反復(fù)的核查和測(cè)量，保證有關(guān)數(shù)據(jù)以及參數(shù)準(zhǔn)確、規(guī)范，還要求明確公路工程項(xiàng)目沿線是否存在其他管線、管道以及埋深和具體位置，路基施工的時(shí)候要盡量避開(kāi)這些地方，以免對(duì)其造成破壞。

（5）施工前還要求做好排水工作以及清潔和清理工作，減少影響軟土路基施工質(zhì)量的因素[2]。

2.2 常見(jiàn)加固軟土路基結(jié)構(gòu)的方法

加固軟土路基結(jié)構(gòu)，主要有以下三種技術(shù)方法：

（1）機(jī)械碾壓法。一般應(yīng)用于開(kāi)挖基坑深、面積大、土方量大的回填作業(yè)，運(yùn)用該方法能做好淺層軟土路基施工作業(yè)，加固濕陷性黃土路基，處理好膨脹性軟土路基問(wèn)題。

（2）重錘夯實(shí)法。主要是對(duì)軟土路基進(jìn)行重錘夯擊，以此夯實(shí)路基結(jié)構(gòu)，提高路基的穩(wěn)定性。

（3）平板振動(dòng)法。該方法在雜填土路基中的應(yīng)用非常廣泛，該方法可以加固軟土路基結(jié)構(gòu)。

無(wú)論使用以上哪種技術(shù)方法，在開(kāi)挖軟土地基的過(guò)程中，首先要選用正確的開(kāi)挖方法，做好測(cè)量放線作業(yè)，挖除所有軟土，并做好填筑作業(yè)[3]。

2.3 優(yōu)化軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)施工

2.3.1 精選路基混凝土材料

加強(qiáng)軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制，首先要精選混凝土材料，在選用混凝土的過(guò)程中，要和供應(yīng)商做好技術(shù)交底作業(yè)，對(duì)混凝土原材料進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)檢，檢測(cè)合格方能投入使用。在混凝土集料配置工作中，必須控制好混凝土材料的配比，注意優(yōu)化混凝土的性能。

某高速公路在軟土路基施工中選用的混凝土原材料是C50 混凝土，具備良好的強(qiáng)度與性能。在配置混凝土集料的過(guò)程中，嚴(yán)格控制水灰比和坍落度，混凝土攪拌站專門(mén)負(fù)責(zé)為本次公路工程項(xiàng)目施工作業(yè)提供優(yōu)質(zhì)集料，由密閉型運(yùn)輸車輛負(fù)責(zé)混凝土集料運(yùn)輸工作，泵車會(huì)將混凝土輸送到澆筑區(qū)。具體施工中，由攪拌站來(lái)實(shí)施集中供料，施工企業(yè)配備了2 臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，即1 臺(tái)是90HBS攪拌機(jī)，1臺(tái)是120HBS攪拌機(jī)。同時(shí)，配備了8輛混凝土運(yùn)輸車和2臺(tái)天泵。

2.3.2 規(guī)范路基混凝土澆筑工藝

軟土路基混凝土澆筑工藝有3種，分別是全面分層澆筑工藝，分層分段式澆筑工藝，余面分層式澆筑工藝。施工技術(shù)人員須按照實(shí)際情況選用最佳工藝，規(guī)范與優(yōu)化相結(jié)合地開(kāi)展工作。

優(yōu)化軟土路基混凝土澆筑工藝，應(yīng)規(guī)范澆筑順序，先投料，然后采用水平分層和豎向分段的方法進(jìn)行振搗，當(dāng)下一層的混凝土被振搗充實(shí)以后，才能為上一層混凝土投料。在每一層和每一段混凝土之間，必須在混凝土結(jié)構(gòu)初凝前，做好兩側(cè)的作業(yè)。完成軟土路基混凝土澆筑工作之后，需要迅速進(jìn)行收漿，做好磨平處理工作。大致流程是去除浮漿，實(shí)施粗平處理后進(jìn)行精平處理，然后拉毛，并進(jìn)入養(yǎng)生環(huán)節(jié)。通常，去除浮漿的方式是由人工進(jìn)行清理。粗平處理則是指施工技術(shù)人員嚴(yán)格按照標(biāo)高，運(yùn)用抹子實(shí)施抹平作業(yè)。精平特指施工技術(shù)人員運(yùn)用長(zhǎng)度為4m的直尺對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面的平整度予以嚴(yán)格檢查。拉毛是對(duì)混凝土表層實(shí)施拉毛處理，通常只嚴(yán)格一個(gè)方向開(kāi)展拉毛作業(yè)，施工技術(shù)人員會(huì)借助鋸齒形的橡膠刷實(shí)施拉毛，注意控制好深度，避免出現(xiàn)石子外露問(wèn)題。等軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)初凝后，施工技術(shù)人員會(huì)及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。等軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以后，施工技術(shù)人員對(duì)路基與路面結(jié)合處的混凝土實(shí)施鑿毛。

在澆筑過(guò)程中，嚴(yán)格控制混凝土的和易性與均勻性以及入模溫度，避免出現(xiàn)斷裂、縫隙與沉降問(wèn)題，確保澆筑工作的連續(xù)性。如果存在沉降問(wèn)題，或者混凝土結(jié)構(gòu)不平整，尺寸不規(guī)范，則需要借助打磨機(jī)械予以打磨和修復(fù)。

2.3.3 控制路基澆筑混凝土的和易性

為了確保軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)澆筑質(zhì)量，施工技術(shù)人員非常重視改善混凝土的物理性能，對(duì)水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果水灰比超過(guò)了0.45，軟土路基混凝土水化膠凝后，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)存留許多自由水分，當(dāng)這些水分被蒸發(fā)后就會(huì)產(chǎn)生孔洞，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和氣泡，路基也容易出現(xiàn)沉降，整個(gè)路基混凝土質(zhì)量會(huì)受到影響，抗壓能力、抗碳化能力都會(huì)降低。為此，施工技術(shù)人員應(yīng)重視控制軟土路基混凝土集料質(zhì)量，注重改善混凝土集料運(yùn)用過(guò)程中的溫度條件，合理控制入模溫度，如果外在環(huán)境溫度比較高，施工技術(shù)人員會(huì)對(duì)配料溫度予以降低，同時(shí)，對(duì)拌合水和混凝土集料的溫度進(jìn)行調(diào)整，在混凝土集料運(yùn)輸中用罐體外澆水的方式進(jìn)行澆水。

2.3.4 做好路基混凝土養(yǎng)護(hù)工作

完成軟土路基混凝土澆筑工作后，則必須做好混凝土結(jié)構(gòu)體養(yǎng)生工作。如果是在炎熱的夏天，為混凝土結(jié)構(gòu)體覆蓋濕麻袋。如果在大風(fēng)天氣，此時(shí)風(fēng)速比較快，就很容易導(dǎo)致初凝混凝土結(jié)構(gòu)表層產(chǎn)生迅速失水問(wèn)題，致使混凝土表層斷裂與干縮，路基的承受能力會(huì)因此下降，對(duì)此，用土工布覆蓋混凝土，定期灑水。對(duì)于混凝土外露面，使用無(wú)紡布或者土工布實(shí)施覆蓋保護(hù)，不斷灑水養(yǎng)護(hù)，努力確?；炷帘韺幽軌虮３譂駶?rùn)性，避免出現(xiàn)干濕循環(huán)問(wèn)題。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于15d。在軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度尚未達(dá)到2.5MPa以前，不能讓其受到荷載，以免影響路基混凝土結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性、完整性以及整個(gè)路基的承受能力。

2.4 做好水泥深層攪拌樁施工作業(yè)

提高水泥深層攪拌樁在高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用效果，則必須做好水泥深層攪拌樁施工作業(yè)，就地將水泥和軟土相攪拌，有助于加固軟土路基。在具體施工中，要兼顧來(lái)自多方面的外界影響因素，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件、氣候特征和所處季節(jié)，做好施工前一系列準(zhǔn)備工作。

2.4.1 做好準(zhǔn)備工作

（1）為水泥深層攪拌樁增設(shè)沉淀池和泥漿池，在此過(guò)程，需要對(duì)泥漿循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行所使用的水源進(jìn)行認(rèn)真檢查。

（2）在水泥攪拌樁施工中，必然要使用導(dǎo)管，全面檢查其出廠合格與否，通過(guò)水密性承壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)導(dǎo)管的耐壓力性能是否達(dá)標(biāo)，不得使用不合格的導(dǎo)管。

（3）按照施工技術(shù)方案對(duì)水泥攪拌樁施工材料的初次用量予以精確計(jì)算，同時(shí)，要對(duì)鉆孔樁混凝土用料的尺寸予以合理界定，嚴(yán)格檢查施工材料質(zhì)量是否合格，不得使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料。在放樣復(fù)核過(guò)程中，必須做好承包商的檢查工作和監(jiān)督管理工作，這樣方能確保承包商會(huì)按照相關(guān)規(guī)定做好施工作業(yè)，提升水泥攪拌樁施工質(zhì)量，為軟土路基結(jié)構(gòu)的安全性提供更完善的保障。

（4）在水泥攪拌樁施工過(guò)程中，必須控制好樁位的誤差，避免誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍。

（5）在噴漿機(jī)實(shí)施就位之前，必須對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)高度予以認(rèn)真檢查，如果護(hù)筒的埋設(shè)位置和高度與標(biāo)準(zhǔn)要求不符，則必須進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.4.2 做好鉆孔作業(yè)

（1）在鉆孔機(jī)器設(shè)備初步就位后，必須對(duì)設(shè)備的穩(wěn)固狀態(tài)予以檢測(cè)，避免因?yàn)樵O(shè)備松動(dòng)引起安全事故。

（2）在鉆孔樁的成孔過(guò)程中，必須保持鉆桿的垂直狀態(tài)，以便于對(duì)進(jìn)出泥量實(shí)施及時(shí)調(diào)整。從精攪筒經(jīng)擠壓泵至水泥漿輸送到樁底高程需要一定的時(shí)間(時(shí)間長(zhǎng)短由輸漿管的長(zhǎng)度來(lái)決定)，所以在施工時(shí)前后臺(tái)一定要配合好，一般在開(kāi)始輸漿后鉆桿方可提升。另外，鉆進(jìn)、提升速度應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)所得的參數(shù)進(jìn)行，鉆進(jìn)速度忽快忽慢，易造成路基土體上下粉碎不均勻。提升速度忽快忽慢易造成上下水泥漿噴入量不均勻，從而造成一根樁的強(qiáng)度忽高忽低的隱患。

（3）在開(kāi)展鉆孔作業(yè)中，首先要將鉆孔機(jī)放置在堅(jiān)實(shí)而平整的地面，如果施工區(qū)域所處位置并不平整，或者存在結(jié)構(gòu)松軟問(wèn)題，就要在放置鉆孔機(jī)之前，對(duì)地面實(shí)施相應(yīng)的調(diào)整和處理，確保地面的堅(jiān)實(shí)性和平整度符合標(biāo)準(zhǔn)施工需求。初步放置好鉆機(jī)后則需要予以固定，以免后期在施工中出現(xiàn)鉆機(jī)偏移問(wèn)題。在正式鉆孔前，需要采用人工模式為護(hù)筒內(nèi)添加足量的黏土，這樣可以避免施工中產(chǎn)生的振動(dòng)引起的鉆機(jī)偏移問(wèn)題，為確保鉆孔質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。需要注意的是，鉆孔所產(chǎn)生的振動(dòng)難免會(huì)給附近剛澆筑完畢的混凝土硬化效果造成負(fù)面影響，因而，需要等到鄰近孔內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后再進(jìn)行鉆孔。另外，在鉆孔期過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真觀察鋼絲繩的回彈狀況，及時(shí)處理異常問(wèn)題。

2.4.3 做好清孔作業(yè)

做好鉆孔作業(yè)之后，就要清理孔洞，以免孔洞周圍和內(nèi)部殘留泥漿和石塊。清孔作業(yè)應(yīng)及時(shí)，如果鉆孔完成后很長(zhǎng)時(shí)間才清孔，必然會(huì)導(dǎo)致孔洞質(zhì)量受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，殘留物就會(huì)沉淀和粘結(jié)孔洞中。做好清孔作業(yè)后，要對(duì)大量的泥漿予以科學(xué)處理。在此過(guò)程，施工技術(shù)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將大量的泥漿排放在合適的地點(diǎn)，盡量降低泥漿對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響，尤其要加強(qiáng)水污染控制力度。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)處理公路工程施工中的軟土路基問(wèn)題，理應(yīng)規(guī)范使用軟土地基施工技術(shù)，不斷改善路基結(jié)構(gòu)，全面優(yōu)化施工技術(shù)方法，做好路基設(shè)計(jì)作業(yè)，充分加固路基結(jié)構(gòu)，優(yōu)化軟土路基混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，改善水泥深層攪拌樁在高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用效果。