公路路基路面设计中软基处理技术分析

赵子鉴

（中交通力建设股份有限公司江苏分公司，江苏 连云港222000）

在公路路基路面设计中，软基处理是一项十分重要内容，为提升软基处理科学性，要紧密结合现场勘查实际，针对性确定软基基础类型与特点，并加强对其设计。针对软基公路，设计中应用较为广泛的有粉喷桩、钻孔灌注桩、挤密法等处理技术，在实际设计过程中，结合其类型，采取针对性桩基技术强化对其设计。

1 公路路基路面桩基处理技术的设计

1.1 粉喷桩

公路路基路面的软基处理关键就在于技术方案设计，要求设计人员在施工之前深入现场加强勘查和研究，结合施工现场实际针对性确定技术方案，确保技术方案中应具有较强的指导性。比如在利用粉喷桩技术处理软基时，作为公路设计人员，应为整个工程施工提供科学的设计方案。一般而言，利用粉喷桩软基处理，在设计中充分融入以下要点：

1.1.1 准备环节的设计要点，从工程项目特点和实际确定软基类型，明确施工在材料、技术、机械、人员、场地、试桩等方面的要求，并在设计方案中体现出来。

1.1.2 利用粉喷桩桩基处理软基的工艺流程也要科学设计，才能为工程施工提供指导。一般而言，粉喷桩工艺流程设计如下：现场清理→测量放样→机械就位→预搅下沉→搅拌提升喷粉→重复搅拌→桩机移位。

1.1.3 粉喷桩施工过程技术要点严格设计。①明确桩各项规格，设计钻机下钻深度、喷粉高程、停灰面等技术参数，并在技术图纸中标注出来，如图1 为粉喷桩位置布置示意图；②施工中机械设备要求也要说明，并对其介绍，比如分体计量装置喷粉机的各项参数；③钻头参数设计，应做好钻头直径、磨耗量设定，以确保作业安全；④粉喷机停喷高度、强度等方面技术参数；⑤对喷粉作业中可能因为故障而停止喷粉的情况，需要对第二次喷粉接桩时重叠喷粉长度进行设计，一般在1m 以上；⑥在喷粉量控制方面，应对其误差明确设计，一般误差±1%以内，而垂直度控制则是偏差在1%之内；⑦在控制喷粉提升速度时，搅拌机下沉与提升时间误差也要明确设计，一般应严格控制在5 秒之内；⑧通过科学试桩，确定施工过程中各项技术参数，并借助BIM 模拟技术开展碰撞检查，对整个设计方案的科学性进行论证，并针对性的修改和完善。

图1 粉喷桩布置图

在做好上述工作同时，还要在设计方案中明确软基处理质量要求。通常采用粉喷桩成桩质量要求如下：一是要求桩长与加固料用量达标；二是浅部桩料质量在成桩一周内强度标准，必要时开展开挖检查时，应对检查方案、技术参数进行确定；三是对成桩28d 的强度要求，以及如何进行强度检测也要在设计方案中明确提出，比如采用钻孔取芯法检测无侧限抗压强度。需要注意的是，水泥粉喷桩主要适用于饱和黏土、淤泥、亚黏土地基加固中使用，且加固深度在20m 以内，加固土强度标准值为90d 龄期内无侧限抗压强度，通常在0.8 到2.0Pa 之间，若地下水存在侵蚀作用，或者加固地基属于泥炭土时，还要利用试验方法对设计方案的适应性和科学性进行验证和优化。

1.2 钻孔灌注桩

钻孔灌注桩也是公路软基设计方案中常用的一种技术，对于软基的桩基础处理效果较好，为提升软基处理质量，在施工方案设计中包含以下几个方面施工技术要点：

1.2.1 护筒埋设设计要点，护筒埋设在钻孔灌注桩处理软基时十分重要，所以需要对护筒埋设的位置进行确定，且在设计方案中对护筒埋设的质量要求明确，比如：护筒埋设位置应确保护筒与桩基位置在中心线上对准而又重合，且灌注桩直径比护筒直径小，结合桩径护筒直径确定钻孔灌注桩的直径。一般钢卷护筒内径是灌注桩外径尺寸，在护筒设计时明确提出护筒埋设质量要求，比如在埋设护筒顶部露出地面，埋设深度≥1.5m，确保护筒埋设垂直度，护筒的稳定性和准确的要求，以及护筒周边缝隙、底部的密实度要求等。

1.2.2 为了确保软基得到有效处理，在进行护筒埋设设计的基础上，应做好泥浆制备设计，明确护壁稳定性的技术参数要求及泥浆制备质量控制标准，泥浆配比进行合理设计，泥浆应做到黏度合理，在设计中做好技术要点提示，比如泥浆制作过程是黏土打碎后置于护筒之中，借助泥浆冲击锤来冲击黏土，将黏土制作成泥浆，从而为后续作业做好准备。

1.2.3 强化钻孔与清孔施工设计，考虑到钻孔作业中经常存在堵孔、塌孔的问题，在设计中充分考虑这些问题，比如在钻进时可能存在阻挡物，就做好地质剖面图设计。而清孔则需要设计孔径标准，为钻孔和清孔作业提供技术指导。

1.2.4 钢筋笼设计，首先应对钢筋质量要求明确，比如钢筋型号、规格、参数、数量等进行标注，并在施工图纸中明确钢筋笼大样，尤其要对钢筋笼各项细节参数详细确认。比如钢筋笼编号，不同编号设计参数不同，应明确其运输和下放顺序。而针对钢筋笼下放设计，则应设计钢筋笼下放设计图，对钢筋笼下放吊点位置设计准确，才能在施工中避免出现卡钢筋笼或偏离情况。

1.2.5 在混凝土灌注方面，对混凝土的各项技术参数要求设计，设计混凝土的浇筑顺序、速度、厚度、强度等方面参数，明确混凝土振捣参数和养护条件等，以达到良好软基处理效果。

2 公路路基路面置换处理技术的设计

换填法是常见公路软基处理方法之一，一般是对0.5m 至3m 这一范围内公路软基采取换填方案。设计方案中，针对垫层材料的设计，既要明确垫层材料的类型，比如中粗砂和砾石、卵石以、素土、灰土、工业废料、土工合成材料等，又要明确垫层的厚度，从而通过对垫层施工的精心设计，使得公路路基承载力得以提升，比如在沉降量方面提出技术要求，确保软弱土层得到快速地排水固结，预防出现冻胀现象，将地基土膨胀性和湿陷性作用消除。

在做好垫层设计的基础上，还要做好对其的压实设计，首先明确压实原理。若黏性土土样含水量较小，而粒间引力较大时，由于受到外部压实作用影响，使得其难以克服引力作用，导致土粒出现相对移动，此时压实效果较差。如果增加土样含水量时，由于水膜厚度逐渐增加，使得引力减小，土粒会随着相同压实作用下而出现移动和挤密，使得其有良好压实效果。但是在土样含水量增加到一定含量之后，就会在空隙中出现大量自由水，此时采用水膜扩大所取得的效果不佳，引力也会显著性减少，而自由水就会填充在孔隙之中，有效地阻止土粒出现移动情况，压实效果势必会下降，必须对其最佳含水量确定，才能达到良好压实效果。因此，需要紧密结合试验针对性的确定施工方案，尤其是要确定最佳含水量，才能为工程的施工提供指导。

在确定砂垫层各项技术参数后，严格按照工程实际要求来设计，比如在确定砂垫层承载力时，应紧密结合填筑材料性质和施工机具能量大小与施工质量，采用现场试验方式做好对其确定，从而达到软基处理效果。例如，以碎石料填筑法为例，在软基路基处理中，选取的填料应满足强度大、变形较小的特点，并对其充填的技术方案、工艺流程进行设计，尤其是公路的沉降量控制要求要得到满足。一般而言，为确保其压实质量，可以采用分层填筑形式，对每层填筑的厚度和压实质量要求进行明确设定，确保压实到位与质量达标。如果有特殊情况工程要有针对性进一步强化设计。比如在软基填筑时，设计为轻型材料公路工程软基填筑方案，这样就能减轻结构自重，使得填筑材料自身压缩变形能有效减少，地基变形影响小，对整个工程项目的实施更具有指导意义。

3 公路路基路面强夯处理技术的设计

公路路基强夯技术也是一项十分重要的技术，为提升强夯施工质量，就需要明确强夯法在公路工程软基处理中设计要点。

3.1 明确强夯法的技术原理。该技术主要是在碎石土、沙土、低饱和度粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土中适用。其加固原理详见图2 所示。

图2 强夯法加固原理

3.2 在设计施工步骤时，首先是要求施工场地要做到清理和平整，设计选择合适的处理方式，比如通过铺设垫层，使得地面形成硬层，从而支撑起重设备，保证机械设备通行与施工需求得到满足，确保地下水与表层面距离加大，有效地促进夯击效率提升。其次是在设计图中将第一次夯击点所在位置标注出来，同时标准场地高程，确定起重机的位置，夯锤与夯点的位置，明确夯前锤顶标高等技术参数要求；再次，明确夯锤起吊时预定的高度参数，并且在设计中要预防由于坑底倾斜导致夯锤倾斜问题的应急处理方案，坑底整平等方面的要求，对夯击的次数，夯坑填筑密实的机械质量要求，场地高程的复核要求等，均需要在设计方案中明确。

3.3 在软基进行强夯处理方案设计的基础上，还要对软基加固质量的检查设定具体的间隔时间和检查方案。比如，当属于碎石土与沙土地基时，通常间隔时间设计为1-2 周，当属于粉土与黏性土地基，通常间隔时间设计为2-4 周，以及强夯置换地基间隔时间为4 周等。

3.4 在强夯处理后的性能测试方案设计方面，应设计原位测试与室内土工测试的技术要点，并对其承载力的要求与达标与否明确试验的方式，必须采取单墩荷载试验法检测强夯置换地基的承载力，如采用动力触探装置掌握置换墩底部的情况和承载力变化等方面，或者是采取单墩负荷地基荷载试验检测饱和粉土地基的强夯质量。

4 结论

综上所述，公路路基路面设计中，软基处理技术设计水平高低，将直接关系到工程质量，这需要结合实际工程情况来选择具体的处理方法，力求在一定程度上提升设计方案科学性与合理性，才能为工程施工提供指导，最终达到提升工程质量的目标。