公路工程施工中路基加固處理技術(shù)運(yùn)用分析

呂興國

（甘肅省交通投資管理有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

在公路工程施工中，路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到公路工程的施工質(zhì)量。因此，施工人員要根據(jù)實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)穆坊庸烫幚砑夹g(shù)和技術(shù)，從根本上確保公路工程路基的施工質(zhì)量。在公路工程路基施工過程中，外界因素復(fù)雜多樣，若路基缺少支撐能力，在反復(fù)的荷載作用下，會(huì)對(duì)路基整體結(jié)構(gòu)及質(zhì)量造成威脅。因此，要保證行車舒適度，必須提高路基的力學(xué)性能。在公路工程項(xiàng)目施工過程中，要有效運(yùn)用路基加固技術(shù)，以確保路基的穩(wěn)定性，為日后公路工程的使用奠定良好的基礎(chǔ)。

1 公路工程施工中路基加固處理技術(shù)運(yùn)用的必要性

在公路工程施工中，部分天然路基填料的結(jié)構(gòu)較為薄弱，公路的運(yùn)營穩(wěn)定性無法得到保障。例如，在軟弱路基上施工，后期使用中路面塌陷容易發(fā)生，會(huì)給群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的威脅。因此，引入路基加固處理技術(shù)至關(guān)重要，可以提高整體路基路面的承載強(qiáng)度。通常，路基加固主要是利用人工邊坡、天然邊坡等技術(shù)，確保公路的整體載荷強(qiáng)度，并減少溫度變化對(duì)公路邊坡穩(wěn)定性的影響[1]。此外，對(duì)于軟弱路基，由于其存在結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等方面的缺陷，因此需要采取針對(duì)性的加固措施對(duì)其進(jìn)行加固處理，以滿足公路交通實(shí)際需求，保證公路的使用安全性[2]。

2 公路工程施工中路基加固處理技術(shù)分析

2.1 機(jī)械碾壓技術(shù)

在公路工程路基處理中，最常用的一種路基加固方法就是機(jī)械碾壓技術(shù)，其工作原理是壓實(shí)填土，該方式能夠?qū)﹄s填土、非飽和黏性土等路基進(jìn)行有效處理。在機(jī)械碾壓技術(shù)中，要充分利用推土機(jī)、壓路機(jī)等施工設(shè)備，特別是對(duì)于松散的路基，要通過碾壓機(jī)進(jìn)行有效的加固、密實(shí)，從而提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，防止路基在行車荷載作用下產(chǎn)生沉降。

在機(jī)械碾壓施工中，要注意如下幾個(gè)方面：

第一，要加強(qiáng)對(duì)拌和料運(yùn)輸和攤鋪施工的管理，按照“松鋪厚度=設(shè)計(jì)厚度×壓實(shí)系數(shù)”計(jì)算穩(wěn)定層松鋪厚度，確保穩(wěn)定層的松鋪厚度滿足規(guī)范要求。

第二，確定松鋪厚度之后，要采用碾壓法加強(qiáng)路基強(qiáng)度，其間要注意碾壓次序，對(duì)路基兩側(cè)進(jìn)行3～4次的碾壓，再對(duì)路基中部進(jìn)行碾壓。

第三，對(duì)于路堤的加固，如果采取由外向里的碾壓方法，則應(yīng)該先對(duì)路堤底部進(jìn)行強(qiáng)化，再進(jìn)行逐層壓實(shí)。

第四，對(duì)于表層較干燥的路堤，必須先灑水潤濕，使其水分含量達(dá)到最佳值方可進(jìn)行壓實(shí)。

2.2 強(qiáng)夯技術(shù)

在公路路基加固處理中，使用強(qiáng)夯技術(shù)能有效地提高軟弱路基的承載能力，其主要是利用大質(zhì)量夯錘，使其從較高處自由落下，對(duì)軟弱路基產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，從而將路基土打得密實(shí)，降低路基土壤的壓縮性，對(duì)路基進(jìn)行加固[3]。

在具體實(shí)踐中，想強(qiáng)化公路路基加固處理效果，需要做到以下幾點(diǎn)：

第一，做好現(xiàn)場的清理工作，標(biāo)記夯點(diǎn)位置，并測量場地的高程。

第二，夯擊前測好錘頭頂端的高度，注意吊車的布置，并將夯錘安放在夯點(diǎn)處。

第三，用吊車將夯錘提升到事先設(shè)置好的高度，讓夯錘自由下降，隨之測量夯錘頂部的高程。

第四，采用推土機(jī)對(duì)夯坑進(jìn)行回填，第一次夯擊處理完畢后，要增加夯擊次數(shù)，并采用適當(dāng)?shù)臏p夯方法，使夯坑變得更堅(jiān)固。特別注意的是，夯擊施工時(shí)，施工人員必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求對(duì)進(jìn)行夯坑回填、加固。

2.3 填隙碎石技術(shù)

顧名思義，填隙碎石技術(shù)是指將穩(wěn)定性差的土壤用更穩(wěn)定的材料代替，以有效提高路基穩(wěn)定性。填隙碎石施工主要有兩種方式，一種是濕法，另一種是干法。濕法是指將濕填料填入路基孔隙，配合碾壓施工等方式，進(jìn)行路基加固。干法是指先鋪上水泥，再用石灰、碎石等材料，在水泥表面鋪上一層保護(hù)層，起到保護(hù)作用。此種施工技術(shù)適用于黏土路基和濕化路基情況，該方式可保證鋪裝層的穩(wěn)定性[4]。

2.4 排水固結(jié)處理技術(shù)

排水固結(jié)處理技術(shù)主要是通過排水措施，起到路基加固的目的，其中排水管道和加壓道是關(guān)鍵要素。在具體施工中，主要是在軟弱路基上設(shè)置排水設(shè)施，科學(xué)地調(diào)整排水系統(tǒng)的壓力，慢慢地排出土壤中多余的水分，從而有效降低軟土的孔隙率，改善土質(zhì)。然而，這種方法也存在一定的局限性，不適用于滲透性較低的泥炭質(zhì)軟土[5]。

2.5 現(xiàn)澆混凝土管樁壓入施工

在現(xiàn)澆混凝土管樁壓入施工過程中，施工人員需要對(duì)施工過程中的壓力和其他技術(shù)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，并對(duì)出現(xiàn)的異常現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)，以便于采取相應(yīng)措施糾偏。同時(shí)，為確保壓樁質(zhì)量，應(yīng)對(duì)最后的壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制。觀察上一段沉樁的變形是否接近于零，使用油壓表明確下一段的壓力是否穩(wěn)定在所需的狀態(tài)。若出現(xiàn)浮機(jī)情況，需檢查卸載時(shí)的樁體有無明顯反彈，卸載后剩余沉降是否控制在20～30mm之間。

此外，在土壤厚度不均勻的情況下，不能按相鄰已壓樁的長度進(jìn)行打樁，以避免剩余樁數(shù)過多、進(jìn)樁過深等情況。在樁身壓到接近平地時(shí)，應(yīng)留意壓力表上的壓差，并與相鄰樁身平地上的壓力值進(jìn)行對(duì)比，若差異不大，可參考相鄰樁身長度進(jìn)行配樁。當(dāng)測得值較大且低于相鄰樁時(shí)，則應(yīng)考慮接樁長度大于相鄰樁長度；當(dāng)測得值大于相鄰樁號(hào)時(shí)，應(yīng)采用較短樁號(hào)。

同時(shí)，需要考慮樁尖密封狀況對(duì)其承載力的影響，預(yù)應(yīng)力管樁一般采用封閉的十字形樁頭，在現(xiàn)場施工時(shí)，將其與樁端板進(jìn)行焊接，密封狀況難以控制。在樁穿插過程中，由于受力改變，樁端在穿插過程中容易產(chǎn)生裂縫和滲水現(xiàn)象。其中，端面的承力層會(huì)因受地下水的浸潤而發(fā)生軟化。因此，在挖土?xí)r，應(yīng)注意挖土方法，避免機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致未開挖之土向已開挖方向發(fā)生蠕變，對(duì)管樁構(gòu)成單側(cè)壓力。為此，應(yīng)強(qiáng)化施工過程中對(duì)基坑土體位移的監(jiān)測，并由專人負(fù)責(zé)基坑集水排水工作，合理控制開挖分層厚度，為防止與樁體發(fā)生機(jī)械碰撞，可在樁周邊30～50mm 范圍內(nèi)進(jìn)行人工開挖。

2.6 擠密樁加固

擠密樁加固主要有砂樁、石灰樁、碎石樁等類型，能夠起到以下作用：一是“置換作用”，即以更強(qiáng)的樁身取代原有軟弱土層，從而提高地基強(qiáng)度。二是“擠密作用”，成樁時(shí)會(huì)對(duì)樁周土產(chǎn)生壓力，從而提高其強(qiáng)度。三是加快排水作用，即樁通過縮短基礎(chǔ)土的排水和滲流路徑，加快基礎(chǔ)土固結(jié)，從而提高基礎(chǔ)承載力（見圖1）。

圖1 擠密樁加固技術(shù)

砂樁法適用于地基中含有大量雜填土或松砂地層的加固，具體實(shí)施方法如下：在加固路基中進(jìn)行打孔，將砂灌入孔內(nèi)，使其形成砂樁，并與路基土緊密鑲嵌，共同構(gòu)成復(fù)合型地基[6]。其中，砂樁的布置要考慮到路基應(yīng)力的擴(kuò)散效應(yīng)，嚴(yán)格控制其直徑、間距，樁徑一般為20～30cm，砂樁設(shè)置成梅花形，樁距一般為直徑的3～5 倍。

部分路基的承載能力較低，處理難度較大，這種情況下主要采用石灰樁（見圖2）。生石灰具有膨脹、吸水、離子交換、發(fā)熱的特性，可改善路基土的內(nèi)部性質(zhì)，增強(qiáng)樁體硬度，緩解周邊路基土松散向兩側(cè)偏移的問題。石灰樁施工原理與砂樁一樣，先在鉆孔中灌注石灰，再通過攪拌、壓實(shí)等操作，使之與基礎(chǔ)土體緊密結(jié)合，形成復(fù)合基礎(chǔ)。在具體施工中，要做好石灰和水的配制工作，使石灰與外界空氣充分接觸，以提高初期成樁的強(qiáng)度。此外，生石灰要使用新鮮灰塊，且要密閉儲(chǔ)存。

圖2 石灰樁擠密樁加固

振動(dòng)沖擊碎石樁是一種具有較高成樁質(zhì)量的加固方法。同時(shí)，該加固技術(shù)操作十分簡便，在高速公路路基加固中應(yīng)用較廣。這項(xiàng)加固技術(shù)的原理主要是利用振動(dòng)和沖擊力使石料下沉并形成樁，進(jìn)而提高路基強(qiáng)度。在實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)公路路基的具體情況，合理振沖并排布碎石樁，在增強(qiáng)公路路基強(qiáng)度的同時(shí)，優(yōu)化路基應(yīng)力分布情況。

3 公路工程施工中路基加固處理技術(shù)運(yùn)用建議

3.1 健全施工管理制度

隨著國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，國家城鎮(zhèn)化建設(shè)速度也越來越快，而高速公路建設(shè)是國家城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要保障，因此需要有效提升道路建設(shè)質(zhì)量。其中，路基施工是公路工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須對(duì)路基加固技術(shù)有充分的掌握。路基加固處理技術(shù)較多，在具體的施工過程中，必須以實(shí)際施工狀況為依據(jù)，合理選擇針對(duì)性的加固技術(shù)，并構(gòu)建一套健全的施工質(zhì)量管理制度，持續(xù)地對(duì)整個(gè)工程施工過程展開全方位的控制與管理。

除此之外，建設(shè)單位要對(duì)各種資源進(jìn)行合理配置，并強(qiáng)化對(duì)施工人員的技能培訓(xùn)，使其意識(shí)到路基加固處理的重要性，提高施工人員的整體素質(zhì)。同時(shí)，施工單位要制訂嚴(yán)格的崗位責(zé)任管理制度，將具體的施工責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，增強(qiáng)施工人員工作的責(zé)任意識(shí)，以保證施工質(zhì)量。此外，需加強(qiáng)對(duì)建筑材料的質(zhì)量監(jiān)督，建立健全材料管理制度，為路基加固施工單的順利開展奠定基礎(chǔ)。

3.2 注重保護(hù)公路路基

在公路工程施工中，還需要考慮環(huán)境條件對(duì)路基的影響，特別是環(huán)境溫度、雨水等因素，尤其是雨水沖刷，會(huì)影響公路路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，縮減其使用壽命。因此，對(duì)公路路基的防護(hù)也尤為重要。具體包括路基防護(hù)、邊坡防護(hù)等，需要結(jié)合周圍環(huán)境情況，制訂總體防護(hù)方案，以保證公路路基施工質(zhì)量，保證公路后期運(yùn)營的安全性。

3.3 強(qiáng)化公路排水工程

在公路路基施工中，排水系統(tǒng)也至關(guān)重要。水侵蝕導(dǎo)致的路基病害問題不在少數(shù)，因此為確保高速公路安全運(yùn)行，延長公路使用壽命，必須進(jìn)一步完善路基排水體系，有效保證排水效果。為此，需要結(jié)合多方面因素優(yōu)化排水設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)材料的管控，同時(shí)在施工過程中加強(qiáng)對(duì)排水系統(tǒng)施工質(zhì)量的管控，切實(shí)保障公路路基排水系統(tǒng)施工效果[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，想要提升公路工程施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)對(duì)路基加固處理技術(shù)的分析，建立健全路基施工管理制度，深化施工人員對(duì)路基加固處理技術(shù)的了解，不斷提升其施工水平與整體素質(zhì)，促進(jìn)我國公路工程建設(shè)事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。