公路工程软土路基施工技术分析

2023-01-16雷维

四川水泥 2022年8期

雷维

（甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州 730070）

0 引言

软土路基是公路建设中十分常见的路基。可根据基础类型、置换装置、分层、排水和固结情况，选择处理与加固技术，以便提高基础性能。在公路工程软土路基的施工中，必须遵守处理、加固和施工的基本规范性，因地制宜地做好方法的选择和工艺的控制，尤其是软土路基混凝土结构施工作业和水泥深层搅拌桩施工作业，不得有半点疏漏，以确保路基施工效果，达到改善路基结构的目的。本文简单分析公路工程软土路基施工技术方案，希望能为公路施工作业提供参考与借鉴。

1 软土路基常见施工处理技术

在当代公路工程施工中，最常用的软土路基处理技术包括换土垫层施工技术、深层密实施工技术、排水固填处理技术、化学加固技术、加筋处理技术等。

换土垫层技术基本施工流程是先对施工区域的软土进行全部挖除后，对土层结构实施碾压与夯实，做好挖除部分的回填作业，改善回填层结构。

深层密实施工技术通常是采用振动处理方法或者挤密法来增强深层土壤结构的密实度，提高路基结构的承载能力，避免出现湿陷性现象。

排水固填处理技术是在软土路基施工处理过程中，为施工区域适当设置垂直排的水井，以此改善路基的排水条件。

化学加固技术是通过加入化学浆液或者水泥来改善软土地基结构，优化土壤性质，促进土粒之间的胶结，全面加强地基承载能力与稳定性，控制沉降与渗漏问题。

加筋处理技术适用于砂土地基与黏性土地基，该方法主要是在软土地基施工中设置树根桩或者碎石桩，并加入钢条、钢带、玻璃纤维或者尼龙绳作为拉筋，从而形成人工复合土体以增强地基的抗压、抗拉、抗弯与抗剪能力[1]。

2 全面做好公路工程软土路基施工作业

2.1 做好施工前期准备工作

（1）科学处理软土路基问题，首先要做好软土路基施工设计作业。软土路基不同于普通正常路基，组合结构非常松散。据调查了解，软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。在沿海区域，淤泥质土壤的含水量更高，通常在35%~50%之间，如果软土均属于淤泥，其含水量通常在56%~100%，这样的地基极为松软，抗压能力非常低。

（2）做好施工区域实地勘察和调查工作，并记录和分析有关数据信息，明确路基结构、土壤性质、水文环境等，以便采用适合的施工方法，并做好因地制宜的软土路基施工设计方案，采取针对性有效措施进行加固处理。

（3）在软土路基施工之前，还要对各项资料文件以及数据信息进行系统化分析，准确计算路基的承载力等，结合工程设计要求和质量性能要求，选择适合硬度、适合材质和大小的路基填筑料，在综合软土路基现场情况、全部资料信息以及多方意见的基础上，持续改进和优化设计方案、施工计划方案，科学选择施工技术、材料设备。

（4）软土路基施工前要做好一系列测量放线工作，明确具体工程项目桩线的布局和布置，并对高程、导线、中线、水平点等进行反复的核查和测量，保证有关数据以及参数准确、规范，还要求明确公路工程项目沿线是否存在其他管线、管道以及埋深和具体位置，路基施工的时候要尽量避开这些地方，以免对其造成破坏。

（5）施工前还要求做好排水工作以及清洁和清理工作，减少影响软土路基施工质量的因素[2]。

2.2 常见加固软土路基结构的方法

加固软土路基结构，主要有以下三种技术方法：

（1）机械碾压法。一般应用于开挖基坑深、面积大、土方量大的回填作业，运用该方法能做好浅层软土路基施工作业，加固湿陷性黄土路基，处理好膨胀性软土路基问题。

（2）重锤夯实法。主要是对软土路基进行重锤夯击，以此夯实路基结构，提高路基的稳定性。

（3）平板振动法。该方法在杂填土路基中的应用非常广泛，该方法可以加固软土路基结构。

无论使用以上哪种技术方法，在开挖软土地基的过程中，首先要选用正确的开挖方法，做好测量放线作业，挖除所有软土，并做好填筑作业[3]。

2.3 优化软土路基混凝土结构施工

2.3.1 精选路基混凝土材料

加强软土路基混凝土结构质量控制，首先要精选混凝土材料，在选用混凝土的过程中，要和供应商做好技术交底作业，对混凝土原材料进行严格质检，检测合格方能投入使用。在混凝土集料配置工作中，必须控制好混凝土材料的配比，注意优化混凝土的性能。

某高速公路在软土路基施工中选用的混凝土原材料是C50 混凝土，具备良好的强度与性能。在配置混凝土集料的过程中，严格控制水灰比和坍落度，混凝土搅拌站专门负责为本次公路工程项目施工作业提供优质集料，由密闭型运输车辆负责混凝土集料运输工作，泵车会将混凝土输送到浇筑区。具体施工中，由搅拌站来实施集中供料，施工企业配备了2 台混凝土搅拌机，即1 台是90HBS搅拌机，1台是120HBS搅拌机。同时，配备了8辆混凝土运输车和2台天泵。

2.3.2 规范路基混凝土浇筑工艺

软土路基混凝土浇筑工艺有3种，分别是全面分层浇筑工艺，分层分段式浇筑工艺，余面分层式浇筑工艺。施工技术人员须按照实际情况选用最佳工艺，规范与优化相结合地开展工作。

优化软土路基混凝土浇筑工艺，应规范浇筑顺序，先投料，然后采用水平分层和竖向分段的方法进行振捣，当下一层的混凝土被振捣充实以后，才能为上一层混凝土投料。在每一层和每一段混凝土之间，必须在混凝土结构初凝前，做好两侧的作业。完成软土路基混凝土浇筑工作之后，需要迅速进行收浆，做好磨平处理工作。大致流程是去除浮浆，实施粗平处理后进行精平处理，然后拉毛，并进入养生环节。通常，去除浮浆的方式是由人工进行清理。粗平处理则是指施工技术人员严格按照标高，运用抹子实施抹平作业。精平特指施工技术人员运用长度为4m的直尺对混凝土结构表面的平整度予以严格检查。拉毛是对混凝土表层实施拉毛处理，通常只严格一个方向开展拉毛作业，施工技术人员会借助锯齿形的橡胶刷实施拉毛，注意控制好深度，避免出现石子外露问题。等软土路基混凝土结构初凝后，施工技术人员会及时对混凝土进行覆盖，并洒水养护。等软土路基混凝土结构的强度达到2.5MPa以后，施工技术人员对路基与路面结合处的混凝土实施凿毛。

在浇筑过程中，严格控制混凝土的和易性与均匀性以及入模温度，避免出现断裂、缝隙与沉降问题，确保浇筑工作的连续性。如果存在沉降问题，或者混凝土结构不平整，尺寸不规范，则需要借助打磨机械予以打磨和修复。

2.3.3 控制路基浇筑混凝土的和易性

为了确保软土路基混凝土结构浇筑质量，施工技术人员非常重视改善混凝土的物理性能，对水灰比进行严格控制。如果水灰比超过了0.45，软土路基混凝土水化胶凝后，其结构内部会存留许多自由水分，当这些水分被蒸发后就会产生孔洞，导致混凝土结构出现裂缝和气泡，路基也容易出现沉降，整个路基混凝土质量会受到影响，抗压能力、抗碳化能力都会降低。为此，施工技术人员应重视控制软土路基混凝土集料质量，注重改善混凝土集料运用过程中的温度条件，合理控制入模温度，如果外在环境温度比较高，施工技术人员会对配料温度予以降低，同时，对拌合水和混凝土集料的温度进行调整，在混凝土集料运输中用罐体外浇水的方式进行浇水。

2.3.4 做好路基混凝土养护工作

完成软土路基混凝土浇筑工作后，则必须做好混凝土结构体养生工作。如果是在炎热的夏天，为混凝土结构体覆盖湿麻袋。如果在大风天气，此时风速比较快，就很容易导致初凝混凝土结构表层产生迅速失水问题，致使混凝土表层断裂与干缩，路基的承受能力会因此下降，对此，用土工布覆盖混凝土，定期洒水。对于混凝土外露面，使用无纺布或者土工布实施覆盖保护，不断洒水养护，努力确保混凝土表层能够保持湿润性，避免出现干湿循环问题。养护时间不得少于15d。在软土路基混凝土结构的强度尚未达到2.5MPa以前，不能让其受到荷载，以免影响路基混凝土结构体的稳定性、完整性以及整个路基的承受能力。

2.4 做好水泥深层搅拌桩施工作业

提高水泥深层搅拌桩在高速公路软土路基处理中的应用效果，则必须做好水泥深层搅拌桩施工作业，就地将水泥和软土相搅拌，有助于加固软土路基。在具体施工中，要兼顾来自多方面的外界影响因素，如地质结构、水文条件、气候特征和所处季节，做好施工前一系列准备工作。

2.4.1 做好准备工作

（1）为水泥深层搅拌桩增设沉淀池和泥浆池，在此过程，需要对泥浆循环系统运行所使用的水源进行认真检查。

（2）在水泥搅拌桩施工中，必然要使用导管，全面检查其出厂合格与否，通过水密性承压试验来检验导管的耐压力性能是否达标，不得使用不合格的导管。

（3）按照施工技术方案对水泥搅拌桩施工材料的初次用量予以精确计算，同时，要对钻孔桩混凝土用料的尺寸予以合理界定，严格检查施工材料质量是否合格，不得使用质量不达标的材料。在放样复核过程中，必须做好承包商的检查工作和监督管理工作，这样方能确保承包商会按照相关规定做好施工作业，提升水泥搅拌桩施工质量，为软土路基结构的安全性提供更完善的保障。

（4）在水泥搅拌桩施工过程中，必须控制好桩位的误差，避免误差超过标准范围。

（5）在喷浆机实施就位之前，必须对护筒的埋设高度予以认真检查，如果护筒的埋设位置和高度与标准要求不符，则必须进行及时调整。

2.4.2 做好钻孔作业

（1）在钻孔机器设备初步就位后，必须对设备的稳固状态予以检测，避免因为设备松动引起安全事故。

（2）在钻孔桩的成孔过程中，必须保持钻杆的垂直状态，以便于对进出泥量实施及时调整。从精搅筒经挤压泵至水泥浆输送到桩底高程需要一定的时间(时间长短由输浆管的长度来决定)，所以在施工时前后台一定要配合好，一般在开始输浆后钻杆方可提升。另外，钻进、提升速度应严格按照试验所得的参数进行，钻进速度忽快忽慢，易造成路基土体上下粉碎不均匀。提升速度忽快忽慢易造成上下水泥浆喷入量不均匀，从而造成一根桩的强度忽高忽低的隐患。

（3）在开展钻孔作业中，首先要将钻孔机放置在坚实而平整的地面，如果施工区域所处位置并不平整，或者存在结构松软问题，就要在放置钻孔机之前，对地面实施相应的调整和处理，确保地面的坚实性和平整度符合标准施工需求。初步放置好钻机后则需要予以固定，以免后期在施工中出现钻机偏移问题。在正式钻孔前，需要采用人工模式为护筒内添加足量的黏土，这样可以避免施工中产生的振动引起的钻机偏移问题，为确保钻孔质量奠定良好的基础。需要注意的是，钻孔所产生的振动难免会给附近刚浇筑完毕的混凝土硬化效果造成负面影响，因而，需要等到邻近孔内的混凝土结构达到标准要求后再进行钻孔。另外，在钻孔期过程中，应认真观察钢丝绳的回弹状况，及时处理异常问题。

2.4.3 做好清孔作业

做好钻孔作业之后，就要清理孔洞，以免孔洞周围和内部残留泥浆和石块。清孔作业应及时，如果钻孔完成后很长时间才清孔，必然会导致孔洞质量受到严重的负面影响，残留物就会沉淀和粘结孔洞中。做好清孔作业后，要对大量的泥浆予以科学处理。在此过程，施工技术人员需要对施工现场状况进行准确判断，将大量的泥浆排放在合适的地点，尽量降低泥浆对周围环境的负面影响，尤其要加强水污染控制力度。