软基处理施工技术在公路工程施工中的应用研究

2024-01-15吴鑫煌

运输经理世界 2023年33期

关键词：公路工程碎石工程质量

吴鑫煌

（福建省交院工程建设有限公司，福建福州 350000）

0 引言

软基是公路工程中较为常见的一种地基类型，该地基类型无法满足公路施工的正常要求。因此，进行软基处理施工时，相关工作人员要对不同类型的软基进行分析，并采取适合的软基处理施工技术，以有效提高公路工程质量。

1 软基危害与特点

1.1 软基危害

软基对公路工程会造成一定危害。对公路工程来说，在建设期间如果施工人员没有采取合理措施对软基进行处理，会导致公路工程出现裂缝、塌陷等各类问题，进而提高交通事故发生率，严重情况下还可能造成人员伤亡，危害巨大[1]。因此，在公路工程施工中应依据实际情况做好软基处理。

1.2 软基特点

软基特点如表1 所示。

表1 软基特点

2 在公路工程中应用软基处理技术的重要性

2.1 提高软基承载力

实际开展施工作业时，通过先进技术进行软基处理，能够大幅度提高软基的承载力，为后续公路工程建设提供支持，保证路基承载力能够达到要求。

2.2 提高公路工程质量

公路是重要的基础设施，对民众的出行及经济发展都有直接影响。提高公路工程质量，能够为民众提供良好的交通环境。但是软基会对公路工程施工造成不良影响，降低公路工程质量。做好软基处理，能够避免公路竣工投入使用后出现局部沉降或侧向位移等不良情况，从而提高公路工程使用安全性[2]。

2.3 确保施工安全

如果直接在软基上进行公路工程建设会增加安全隐患，情况严重时会导致公路工程施工期间发生安全事故。合理应用软基处理技术，能够提高软基稳定性，保证公路施工顺利进行，避免发生事故。

3 公路工程施工中常用的软基处理技术

3.1 换填技术

换填技术主要是利用碎石、优质砂、矿渣等不同类型的优质材料替换原软土，达到加固软基的目的。换填技术主要适用于处理浅层软土地基。采用换填处理技术时，为了确保整体处理效果达到预期目标，应采用具有较强透水能力的材料。需要注意的是，若软基长期位于含水层以下，不得采用非透水性材料作为换填材料。实际填筑时，应由中央向两侧，采取分层方式进行填筑、压实处理[3]。换填技术的整体操作较为简单，但要应用大量换填材料，若施工区域内没有充足的换填材料，采购、运输换填材料需要投入大量成本。因此采取换填技术处理时，要综合考虑施工成本[4]。

3.2 真空预压技术

真空预压技术是在软土地基上先铺30～50cm 厚的砂垫层，将主滤管布置在砂垫层中，然后敷上一层薄膜，将主管从薄膜中穿透并与真空泵连接，启动真空泵抽气、抽水，最终达到提高软质地基强度的目的。采取真空预压技术进行软基处理时，应注意如下要点：

第一，根据施工现场软基情况，选择与实际需求相符的抽水设备，开展抽水作业时，整个过程要匀速进行。

第二，真空状态下，依据软基具体强度注入适量填料，确保填料注入均匀、准确。

第三，进行多孔材料注射施工时，要保证施工均匀、合理。

3.3 加筋技术

加筋技术也是处理软基的常见方法。目前常用的加筋材料有土工网、土工格栅、加筋带等。进行软基处理前，需要检验每种材料的性能，确定材料性能符合需求才能投入应用，需要将质量不达标的材料运出施工现场，避免误用，降低公路工程质量。

采用加筋技术处理软基时，应根据公路工程的具体建设情况，科学设计土方压实度，保证压实度符合需求，这也是加筋土方工程取得成功的关键[5]。加筋技术主要适用于处理软基沉降不均匀的高填方区域，该技术也经常作为其他软基处理技术的辅助措施。

3.4 强夯技术

强夯技术主要是利用大质量重锤强夯软基，提高软基承载力（见图1）。强夯技术的整个施工流程相对较为简单，且该技术具有较高的实用性。采取强夯技术进行软基处理，能使软基强度提高2～5 倍。此外，强夯技术不需要消耗大量施工材料，能够降低软基处理的成本投入，进而提高工程的整体经济效益[6]。

图1 强夯法处理软基

强夯技术应用范围广泛，可以应用在不同类型的软基处理中，在实际处理期间需要做好安全管控，应严禁人员在重锤下落区域活动，以免重锤下落伤人。

总而言之，强夯技术是目前软基处理作业中常用的一种技术，取得了较好的实际应用效果。为充分发挥强夯技术的作用，施工时要按照以下步骤操作：

第一，提前清理施工场地，清除杂物，对施工场地进行平整处理，满足强夯施工要求。

第二，在施工场地标注第一遍需要夯实的夯点，进行场地高程测量作业。

第三，将起重机移动到指定位置，并将重锤放置在指定位置。

第四，开展夯实作业前，施工人员要测量夯锤高程，然后吊起夯锤，让其达到事先设定好的高度，让夯锤自由下落。施工期间，要指派专人观察施工情况，如果坑底存在倾斜导致夯实作业中夯锤出现歪斜现象，要及时整平坑底。

第五，重复第四步，同时依据设计规定的夯击次数与控制标准，完成对一个点的夯击处理。

第六，更换夯点，重复第三步至第五步，完成所有夯点的夯实作业。

3.5 高压喷射注浆技术

该技术是在传统化学注浆技术的基础上演变而来的一种技术。在软基处理中应用高压喷射注浆技术，首先要根据施工现场具体情况，采用钻机开展钻孔作业。

其次，完成钻孔作业后，在指定位置处嵌入装有喷头的注浆管，然后利用高压装置，通过高压方式喷射水泥浆，并充分将泥浆和土壤混合，其间要做好浆液剂量控制，保证浆液剂量满足施工要求。

最后，灌入的泥浆完全凝固后，在土层内形成固结体，在桩间土内形成复合地基，从而起到强化软基、提高软基强度的作用，以确保公路工程建设投入应用后，路基不会发生严重变形问题[7]。高压喷射注浆技术主要适用于流动性较强的软基处理，施工材料用量少、设备简单，施工管理相对容易，对周围环境几乎不会产生污染，整体应用效果较好。

3.6 碎石桩法

碎石桩法主要包括以下两种工艺：

第一，锤击法挤密工艺。采用该工艺进行施工时，要根据锤击的能量大小对分段填碎石量和成桩的具体长度进行全面控制。进行碎石桩施工时，可以采取两侧或外围向中间的方式进行，如果碎石桩间距较大，为了确保施工顺利进行，应采取逐排方式进行施工。同时需要注意，拔起管桩速度不得过快，通常应将拔起速度控制在2m/min 左右。

第二，振动沉管工艺。采用该工艺开展施工作业时，要依据实际挤密情况和沉管问题，做好填碎石量控制，且要控制对挤压时间、次数、电机作业期间电流等各项参数，以保证桩身连续、挤密均匀。

采用碎石桩法进行软基处理时，要采用相对坚硬的碎石取代桩体范围内的全部软土，并依据施工要求完成桩体构造，该处理方式可以提高地基的整体稳定性。该方法成本适中，处理操作相对容易，适用于挤密松散软土地质。

4 不同公路工程对软基处理技术的具体要求

4.1 公路级别

在软基处理方面，不同级别的公路对路基的要求存在一定的差异。因此，实际开展软基处理施工时，要依据公路等级选择软基处理技术。选择软基处理技术时，相关工作人员要全面分析公路级别，并综合考虑经济效益和软基处理效果，进而选择最佳的软基处理技术。

公路级别较低对处理技术的要求较低，软基处理难度也较低，反之软基处理难度则较大，对软基处理技术也会提出更高的要求。其中换填技术适合应用在一级公路的软基处理中；真空预压技术适合应用在高等级城市道路的软基处理中；加筋技术适合应用在高速、城市、乡村等道路的软基处理中；强夯技术适合应用在高等级公路的软基处理中；高压喷射注浆技术适合应用在高速公路的软基处理中；碎石桩法适合应用在高速公路的软基处理中。

4.2 公路工程周边施工环境

当前，公路工程规模不断扩大，经常需要在地质恶劣区域开展施工作业，导致整体施工环境较为复杂。例如，在路基相对较高且硬度未达到要求的情况下，直接开展公路工程建设作业，轻则会导致公路工程路基质量达不到要求，情况严重时会导致公路工程的地基出现隆起或沉降等不良现象，进而缩短公路工程使用寿命，降低车辆行驶舒适度，提高交通事故发生率。

因此，在公路工程施工中，施工人员必须全面分析公路工程施工现场的具体环境，坚持因地制宜原则，采取合理措施处理软基，避免公路工程施工现场环境对软基处理造成不良影响，提高公路工程整体质量。

4.3 公路工程实际位置

在公路工程施工过程中，如果黏土层未发生下沉现象，公路工程路面的整体平整度相对易于控制；如果公路和构造物连接区域发生了下陷现象，会降低公路工程质量。因此，进行软基处理时，工作人员要对公路工程情况进行全面分析，并依据分析结果选择最佳的软基处理技术，拟定可行技术方案，确保经过处理后，路基稳定性可以达到预期目标。

此外，我国公路工程分布范围广，部分公路所在位置较为特殊，会对软基处理技术提出更高的要求。为此，软基处理期间，施工人员结合公路所处位置选择合适的软基处理技术，以便高效、高质地完成处理工作，提高路基稳定性。