軟基處理施工技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用研究

吳鑫煌

（福建省交院工程建設(shè)有限公司，福建福州 350000）

0 引言

軟基是公路工程中較為常見(jiàn)的一種地基類(lèi)型，該地基類(lèi)型無(wú)法滿(mǎn)足公路施工的正常要求。因此，進(jìn)行軟基處理施工時(shí)，相關(guān)工作人員要對(duì)不同類(lèi)型的軟基進(jìn)行分析，并采取適合的軟基處理施工技術(shù)，以有效提高公路工程質(zhì)量。

1 軟基危害與特點(diǎn)

1.1 軟基危害

軟基對(duì)公路工程會(huì)造成一定危害。對(duì)公路工程來(lái)說(shuō)，在建設(shè)期間如果施工人員沒(méi)有采取合理措施對(duì)軟基進(jìn)行處理，會(huì)導(dǎo)致公路工程出現(xiàn)裂縫、塌陷等各類(lèi)問(wèn)題，進(jìn)而提高交通事故發(fā)生率，嚴(yán)重情況下還可能造成人員傷亡，危害巨大[1]。因此，在公路工程施工中應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況做好軟基處理。

1.2 軟基特點(diǎn)

軟基特點(diǎn)如表1 所示。

表1 軟基特點(diǎn)

2 在公路工程中應(yīng)用軟基處理技術(shù)的重要性

2.1 提高軟基承載力

實(shí)際開(kāi)展施工作業(yè)時(shí)，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行軟基處理，能夠大幅度提高軟基的承載力，為后續(xù)公路工程建設(shè)提供支持，保證路基承載力能夠達(dá)到要求。

2.2 提高公路工程質(zhì)量

公路是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)民眾的出行及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有直接影響。提高公路工程質(zhì)量，能夠?yàn)槊癖娞峁┝己玫慕煌ōh(huán)境。但是軟基會(huì)對(duì)公路工程施工造成不良影響，降低公路工程質(zhì)量。做好軟基處理，能夠避免公路竣工投入使用后出現(xiàn)局部沉降或側(cè)向位移等不良情況，從而提高公路工程使用安全性[2]。

2.3 確保施工安全

如果直接在軟基上進(jìn)行公路工程建設(shè)會(huì)增加安全隱患，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致公路工程施工期間發(fā)生安全事故。合理應(yīng)用軟基處理技術(shù)，能夠提高軟基穩(wěn)定性，保證公路施工順利進(jìn)行，避免發(fā)生事故。

3 公路工程施工中常用的軟基處理技術(shù)

3.1 換填技術(shù)

換填技術(shù)主要是利用碎石、優(yōu)質(zhì)砂、礦渣等不同類(lèi)型的優(yōu)質(zhì)材料替換原軟土，達(dá)到加固軟基的目的。換填技術(shù)主要適用于處理淺層軟土地基。采用換填處理技術(shù)時(shí)，為了確保整體處理效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，應(yīng)采用具有較強(qiáng)透水能力的材料。需要注意的是，若軟基長(zhǎng)期位于含水層以下，不得采用非透水性材料作為換填材料。實(shí)際填筑時(shí)，應(yīng)由中央向兩側(cè)，采取分層方式進(jìn)行填筑、壓實(shí)處理[3]。換填技術(shù)的整體操作較為簡(jiǎn)單，但要應(yīng)用大量換填材料，若施工區(qū)域內(nèi)沒(méi)有充足的換填材料，采購(gòu)、運(yùn)輸換填材料需要投入大量成本。因此采取換填技術(shù)處理時(shí)，要綜合考慮施工成本[4]。

3.2 真空預(yù)壓技術(shù)

真空預(yù)壓技術(shù)是在軟土地基上先鋪30～50cm 厚的砂墊層，將主濾管布置在砂墊層中，然后敷上一層薄膜，將主管從薄膜中穿透并與真空泵連接，啟動(dòng)真空泵抽氣、抽水，最終達(dá)到提高軟質(zhì)地基強(qiáng)度的目的。采取真空預(yù)壓技術(shù)進(jìn)行軟基處理時(shí)，應(yīng)注意如下要點(diǎn)：

第一，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)軟基情況，選擇與實(shí)際需求相符的抽水設(shè)備，開(kāi)展抽水作業(yè)時(shí)，整個(gè)過(guò)程要?jiǎng)蛩龠M(jìn)行。

第二，真空狀態(tài)下，依據(jù)軟基具體強(qiáng)度注入適量填料，確保填料注入均勻、準(zhǔn)確。

第三，進(jìn)行多孔材料注射施工時(shí)，要保證施工均勻、合理。

3.3 加筋技術(shù)

加筋技術(shù)也是處理軟基的常見(jiàn)方法。目前常用的加筋材料有土工網(wǎng)、土工格柵、加筋帶等。進(jìn)行軟基處理前，需要檢驗(yàn)每種材料的性能，確定材料性能符合需求才能投入應(yīng)用，需要將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，避免誤用，降低公路工程質(zhì)量。

采用加筋技術(shù)處理軟基時(shí)，應(yīng)根據(jù)公路工程的具體建設(shè)情況，科學(xué)設(shè)計(jì)土方壓實(shí)度，保證壓實(shí)度符合需求，這也是加筋土方工程取得成功的關(guān)鍵[5]。加筋技術(shù)主要適用于處理軟基沉降不均勻的高填方區(qū)域，該技術(shù)也經(jīng)常作為其他軟基處理技術(shù)的輔助措施。

3.4 強(qiáng)夯技術(shù)

強(qiáng)夯技術(shù)主要是利用大質(zhì)量重錘強(qiáng)夯軟基，提高軟基承載力（見(jiàn)圖1）。強(qiáng)夯技術(shù)的整個(gè)施工流程相對(duì)較為簡(jiǎn)單，且該技術(shù)具有較高的實(shí)用性。采取強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行軟基處理，能使軟基強(qiáng)度提高2～5 倍。此外，強(qiáng)夯技術(shù)不需要消耗大量施工材料，能夠降低軟基處理的成本投入，進(jìn)而提高工程的整體經(jīng)濟(jì)效益[6]。

圖1 強(qiáng)夯法處理軟基

強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，可以應(yīng)用在不同類(lèi)型的軟基處理中，在實(shí)際處理期間需要做好安全管控，應(yīng)嚴(yán)禁人員在重錘下落區(qū)域活動(dòng)，以免重錘下落傷人。

總而言之，強(qiáng)夯技術(shù)是目前軟基處理作業(yè)中常用的一種技術(shù)，取得了較好的實(shí)際應(yīng)用效果。為充分發(fā)揮強(qiáng)夯技術(shù)的作用，施工時(shí)要按照以下步驟操作：

第一，提前清理施工場(chǎng)地，清除雜物，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，滿(mǎn)足強(qiáng)夯施工要求。

第二，在施工場(chǎng)地標(biāo)注第一遍需要夯實(shí)的夯點(diǎn)，進(jìn)行場(chǎng)地高程測(cè)量作業(yè)。

第三，將起重機(jī)移動(dòng)到指定位置，并將重錘放置在指定位置。

第四，開(kāi)展夯實(shí)作業(yè)前，施工人員要測(cè)量夯錘高程，然后吊起夯錘，讓其達(dá)到事先設(shè)定好的高度，讓夯錘自由下落。施工期間，要指派專(zhuān)人觀(guān)察施工情況，如果坑底存在傾斜導(dǎo)致夯實(shí)作業(yè)中夯錘出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象，要及時(shí)整平坑底。

第五，重復(fù)第四步，同時(shí)依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，完成對(duì)一個(gè)點(diǎn)的夯擊處理。

第六，更換夯點(diǎn)，重復(fù)第三步至第五步，完成所有夯點(diǎn)的夯實(shí)作業(yè)。

3.5 高壓噴射注漿技術(shù)

該技術(shù)是在傳統(tǒng)化學(xué)注漿技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種技術(shù)。在軟基處理中應(yīng)用高壓噴射注漿技術(shù)，首先要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，采用鉆機(jī)開(kāi)展鉆孔作業(yè)。

其次，完成鉆孔作業(yè)后，在指定位置處嵌入裝有噴頭的注漿管，然后利用高壓裝置，通過(guò)高壓方式噴射水泥漿，并充分將泥漿和土壤混合，其間要做好漿液劑量控制，保證漿液劑量滿(mǎn)足施工要求。

最后，灌入的泥漿完全凝固后，在土層內(nèi)形成固結(jié)體，在樁間土內(nèi)形成復(fù)合地基，從而起到強(qiáng)化軟基、提高軟基強(qiáng)度的作用，以確保公路工程建設(shè)投入應(yīng)用后，路基不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形問(wèn)題[7]。高壓噴射注漿技術(shù)主要適用于流動(dòng)性較強(qiáng)的軟基處理，施工材料用量少、設(shè)備簡(jiǎn)單，施工管理相對(duì)容易，對(duì)周?chē)h(huán)境幾乎不會(huì)產(chǎn)生污染，整體應(yīng)用效果較好。

3.6 碎石樁法

碎石樁法主要包括以下兩種工藝：

第一，錘擊法擠密工藝。采用該工藝進(jìn)行施工時(shí)，要根據(jù)錘擊的能量大小對(duì)分段填碎石量和成樁的具體長(zhǎng)度進(jìn)行全面控制。進(jìn)行碎石樁施工時(shí)，可以采取兩側(cè)或外圍向中間的方式進(jìn)行，如果碎石樁間距較大，為了確保施工順利進(jìn)行，應(yīng)采取逐排方式進(jìn)行施工。同時(shí)需要注意，拔起管樁速度不得過(guò)快，通常應(yīng)將拔起速度控制在2m/min 左右。

第二，振動(dòng)沉管工藝。采用該工藝開(kāi)展施工作業(yè)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際擠密情況和沉管問(wèn)題，做好填碎石量控制，且要控制對(duì)擠壓時(shí)間、次數(shù)、電機(jī)作業(yè)期間電流等各項(xiàng)參數(shù)，以保證樁身連續(xù)、擠密均勻。

采用碎石樁法進(jìn)行軟基處理時(shí)，要采用相對(duì)堅(jiān)硬的碎石取代樁體范圍內(nèi)的全部軟土，并依據(jù)施工要求完成樁體構(gòu)造，該處理方式可以提高地基的整體穩(wěn)定性。該方法成本適中，處理操作相對(duì)容易，適用于擠密松散軟土地質(zhì)。

4 不同公路工程對(duì)軟基處理技術(shù)的具體要求

4.1 公路級(jí)別

在軟基處理方面，不同級(jí)別的公路對(duì)路基的要求存在一定的差異。因此，實(shí)際開(kāi)展軟基處理施工時(shí)，要依據(jù)公路等級(jí)選擇軟基處理技術(shù)。選擇軟基處理技術(shù)時(shí)，相關(guān)工作人員要全面分析公路級(jí)別，并綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和軟基處理效果，進(jìn)而選擇最佳的軟基處理技術(shù)。

公路級(jí)別較低對(duì)處理技術(shù)的要求較低，軟基處理難度也較低，反之軟基處理難度則較大，對(duì)軟基處理技術(shù)也會(huì)提出更高的要求。其中換填技術(shù)適合應(yīng)用在一級(jí)公路的軟基處理中；真空預(yù)壓技術(shù)適合應(yīng)用在高等級(jí)城市道路的軟基處理中；加筋技術(shù)適合應(yīng)用在高速、城市、鄉(xiāng)村等道路的軟基處理中；強(qiáng)夯技術(shù)適合應(yīng)用在高等級(jí)公路的軟基處理中；高壓噴射注漿技術(shù)適合應(yīng)用在高速公路的軟基處理中；碎石樁法適合應(yīng)用在高速公路的軟基處理中。

4.2 公路工程周邊施工環(huán)境

當(dāng)前，公路工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，經(jīng)常需要在地質(zhì)惡劣區(qū)域開(kāi)展施工作業(yè)，導(dǎo)致整體施工環(huán)境較為復(fù)雜。例如，在路基相對(duì)較高且硬度未達(dá)到要求的情況下，直接開(kāi)展公路工程建設(shè)作業(yè)，輕則會(huì)導(dǎo)致公路工程路基質(zhì)量達(dá)不到要求，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致公路工程的地基出現(xiàn)隆起或沉降等不良現(xiàn)象，進(jìn)而縮短公路工程使用壽命，降低車(chē)輛行駛舒適度，提高交通事故發(fā)生率。

因此，在公路工程施工中，施工人員必須全面分析公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境，堅(jiān)持因地制宜原則，采取合理措施處理軟基，避免公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)軟基處理造成不良影響，提高公路工程整體質(zhì)量。

4.3 公路工程實(shí)際位置

在公路工程施工過(guò)程中，如果黏土層未發(fā)生下沉現(xiàn)象，公路工程路面的整體平整度相對(duì)易于控制；如果公路和構(gòu)造物連接區(qū)域發(fā)生了下陷現(xiàn)象，會(huì)降低公路工程質(zhì)量。因此，進(jìn)行軟基處理時(shí)，工作人員要對(duì)公路工程情況進(jìn)行全面分析，并依據(jù)分析結(jié)果選擇最佳的軟基處理技術(shù)，擬定可行技術(shù)方案，確保經(jīng)過(guò)處理后，路基穩(wěn)定性可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

此外，我國(guó)公路工程分布范圍廣，部分公路所在位置較為特殊，會(huì)對(duì)軟基處理技術(shù)提出更高的要求。為此，軟基處理期間，施工人員結(jié)合公路所處位置選擇合適的軟基處理技術(shù)，以便高效、高質(zhì)地完成處理工作，提高路基穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，軟基是影響公路工程最終質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素，實(shí)際施工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，應(yīng)充分了解不同軟基處理技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，同時(shí)要細(xì)致分析公路工程及工程所在區(qū)域的具體情況，并結(jié)合分析結(jié)果采取符合需求的軟基處理技術(shù)，妥善進(jìn)行軟基處理工作，以保證公路工程質(zhì)量能夠達(dá)到要求，保障公路工程項(xiàng)目的順利實(shí)施。