软基处理施工技术在公路工程中的应用分析

2021-03-05狄宜明

运输经理世界 2021年3期

狄宜明

（和县公路管理服务中心，安徽马鞍山238200）

0 引言

目前，公路路基工程建设必须要提高在公路路基施工之中的效率与质量，同时要保证公路路基基础设施的安全，做好压实和防护工作。软土地基是公路建设中的常见问题，因此采取有效措施减少软土地基对公路安全的影响是十分必要的。公路软基施工当中应该重视桩基的施工。这种施工的方法在工程建设当中是最为常见的，可以充分发挥明显的效果，不断优化施工安全的措施，提高施工机械化程度。

1 公路工程施工中软土地基的应用特点

1.1 分析地基结构出现了很大的变形

由于软土地基的结构变形比较大，特殊的地质条件，土壤的含水量会比普通土大，在外力的作用之下容易发生其结构变形。这种结构变形是由于地基土体结构剪切的强度差而造成的，在土体结构的压实过程当中，土体结构当中水分的含量比较大，它还会引起地面结构的变形与沉降，在施工的后期与长期使用中会带来严重的安全隐患[1]。

1.2 分析地基发生了不均匀的沉降

在软土地基的结构当中，不同地区软土地基的含水率差异比较大，且此部位土体的颗粒群厚度、土体组成、结构、性质均存在着明显的差异，实际抗剪的强度也不同，在外力的作用之下还会导致明显的沉降变形，沉降变形也呈现出了不均匀性与差异性的特征。这给公路工程的施工质量也造成了十分严重的问题，从而影响了公路工程的安全性与舒适性。

2 软土地基施工面临的问题

公路路基抗沉降方面的可靠度和承载力是衡量路基施工水平中的关键因素。随着内外界环境的变化，在软土地基的施工过程当中通常存在着两个关键性的问题：路基沉降与滑坡问题。路基结构的稳定性、收缩压能力是造成路基沉降的主要原因，路基失稳是造成滑坡发生的至关重要的原因。因此，要提高高速公路的工程施工质量和使用寿命，就必须要保证软土地基的稳定性[2]。

3 公路工程中软基处理技术

3.1 位移法

位移法是一种比较常用的特殊路基处理的技术，非常适用于浅埋软土地基，即直接用其他合适材料替换不良土壤。该方法适用于软弱地基或特殊部位浅基础的处理。更换前，软土地面之上的杂物应该清理干净，并用合适的填料填充。一般基于抗压强度和稳定性的填料选择标准，使软土地基具有足够的强度和承载力。在现场施工过程中，技术人员需要严格控制变更数量，观察路基压实情况，以便加固工作顺利完成。若采用位移法施工，必须根据现场实际情况进行施工[3]。

3.2 振动成桩工艺要点

根据设计深度的相关要求，振动打桩机是用来固定其钢管的。砂桩的直径与钢管的直径是相同的，采用阀尖，在入口处将砂石注入桩管，振动之时将桩管进行拔出。拔管、拔桩的时候，每隔50cm 停止拔出一段的时间，在连续振动25s 之后继续拔管、拔桩，以保证桩孔之内的砂土也能够压实并且逐渐扩大其桩径。振动打桩机的激振力应该控制在30×70kN 左右，避免激振力过大对土体结构造成干扰。拔桩的速度应该控制在1m/min，并且根据振动打桩机的直径选择合适的激振力。大直径的砂桩进行施工时，一般的直径为φ50×70cm，宜选用大吨位的振动打桩机。在桩身压实的试验当中，选用7～9 沉管，通过试验确定充砂、提升速度、提升高度、挤压次数、挤压时间、电机工作的电流等等质量控制标准。将试验的参数作为振动桩施工的技术标准，保证振动桩的压实均匀性。加强灌砂过程中含水量的控制。如果土层是饱和的，可以适当增加其含水率，使砂土饱和；若土层为杂填土或者非饱和土，含水率应该控制在7%～9%。采用静态渗透测试、标准渗透测试以及手提式渗透测试，以检测桩柱之间压实土壤的质素。在检查的过程当中，检查的位置选择在正三角形的中心。当检查复合地基的处理效果时，检验的时间应在1 或2 周之后。如果要检查砂基，必须在施工之后1 周进行。如果对饱和土地基进行检测，应该在施工之后2 周之内进行。施工记录包括水砂充填其材料的质量，在每个桩部分，往复挤压振动桩管的时候，解除范围，提升速度等等。实际施工操作的参数与质量控制的标准由测试进行比较与分析质量检验的基础。经过质量的检验，发现不符合质量控制标准的，应当及时采取补救的措施，修复之后应当重新进行检验与评价复合地基的处理效果[4]。

3.3 深层搅拌桩支护法

在深层搅拌桩的支护方法当中主要就是通过成桩进行固化的操作过程。它可以在整个施工的过程之中充分发挥其原有土壤的作用，同时也实现了自然资源的再利用。在相应的搅拌过程当中，对于地基周围的土体以及周边日常的交通并无实质性的影响。由于桩的形成过程当中离不开应用混凝土的浇筑，相关操作人员应做好充分的技术准备，在适当的时间进行浇筑作业。

3.4 排水固结法

当软土地基中土体在恒定的黏度和饱和度下，可以采用排水固结法来进行有效处理。这种方法主要是通过感知来自路面的荷载压力，将排水器放置在土层中，对周围的土层施加压力，把土层中的水挤出来。这层土壤被保护起来不受水的侵蚀，它的致密性会增加，稳定性会在一定程度上进一步提高。综上所述，采用该方法的前提是软基是否具有一定的黏性，土体中的水分是否饱和。

3.5 强夯加固施工

工作的原理：软土地基受到强烈的冲击而被压实。比如，重锤的工具可以使地基之中的软土在外力的作用之下产生强度，从而减小了碎石与软土的间距，这使得软土地基结构的压实，从而也就提高了软土地基的承载力。此方法也改善了软土当中的平衡，从而减少了基础施工过程之中的坑洞，进一步保证了上部结构的稳定性。该方法操作简单，技术标准低，成本投资少。在工程的施工当中应用这种方法时，为了保证软土地基中的空气渗透性，必须要注意对原料进行夯实。由于透气性比较好，此方法一般应用于污泥区的施工公路，可以有效呈现过滤的效果，提高基础施工的水平。

3.6 表面处理施工

本技术就是在基础外表面增加适当的材料，进一步加强基础施工的密实度，并且设置辅助排水的设施，在软土基础当中排放残余水，从而增加了基础施工的强度。表面处理技术的关键内容是集中且高效的排水。本工程采用了表面处理的技术，高含水量的部分以软土为主，降低了含水量，促进了基础的稳定。在排水工程的实践当中，应该先开挖当地的排水沟，然后进行挖沟施工的实践，重点关注周边地质的情况与开挖角度，保证排水的畅通。砂垫法就是一种十分流行的表面处理技术。常用于土层软弱、含水量高的软土地基的施工。在施工当中，会铺一层一定厚度的碎石来进行加固地基。砂垫施工的工艺：坡平—测量建立—砂垫铺设—土工布—预热砌块铺设—灰缝填充[5]。

3.7 现浇混凝土管桩技术

现浇混凝土管桩技术融合了多种先进技术的优势，具有综合性的特点，其中主要包括了振沉模板薄壁防渗墙、振沉管桩、预应力混凝土管桩等等，能够提高施工的便捷性，增强对软基的加固效果，满足现场监督和质量控制的要求，同时也具有经济性特点。在土体设计深度当中，借助于管腔上部锤头振动力将环形腔体打入，通过混凝土的浇筑使其与周围土体保持良好的整体性，能够起到改善土体整体力学性能的效果。在应用现浇混凝土管桩技术的时候，需要明确横向荷载和竖向荷载情况，从而确保桩与管桩之间的土能共同承受荷载，起到良好的平衡效果，以防止在基础底面出现预应力过度集中的情况。其次，在桩顶处设置垫层，在保障混凝土强度达到设计标准值后，可以在桩顶中设置砂石，土工格栅用于管桩与增强桩之间的土力，并且形成坚固的现浇管桩复合地基。现浇混凝土管桩技术的应用，不仅能够提高施工便捷性，而且加大了加固处理深度，不会产生较大的应变，消除了粉喷桩施工中的问题。