李寶珍

山西振興公路監(jiān)理有限公司 山西太原 030032

伴隨著我國(guó)公路工程數(shù)量規(guī)模的不斷擴(kuò)大，公路工程路基施工技術(shù)水平顯著提升，尤其是在軟土路基處理及加固上積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，形成較為完善系統(tǒng)的施工技術(shù)體系，對(duì)于滿足公路通行需求、提升公路通行效率具有重要意義。

1 軟土路基概念

在公路工程建造領(lǐng)域，路基是指按照路線位置及一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建的，作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物，通常以土石料填筑而成，用以承擔(dān)土石料自重、路面重量以及由路面?zhèn)鲗?dǎo)而來的行車荷載，是公路工程最為基礎(chǔ)的物質(zhì)載體與核心組成部分。路基一般由填筑或開挖形成，為路面提供支撐，與橋梁、隧道等相連共同形成一條通行線路。按照地形條件可以將公路路基劃分為路堤、路塹兩種類型。無論何種類型的路基都以土石料為主要材料，土石料分散性較大，很容易受到地質(zhì)變化、雨水侵蝕、自然災(zāi)害以及自身?xiàng)l件的影響與破壞，對(duì)外界變化的抵御能力偏低。為此，公路路基需要具有合理剛度，其耐久性、安全性與穩(wěn)固性也需要與公路通行需求、行車荷載等相適應(yīng)，才能保證公路通行的舒適度、平穩(wěn)度[1]。

軟土路基是指在天然含水量大、壓縮量高、承載力低的軟塑狀態(tài)粘性土上建造的路基，廣泛分布于我國(guó)沿海、沿湖、沿河地區(qū)，相對(duì)于普通路基而言，軟土路基施工難度更大、受外界環(huán)境因素的影響十分復(fù)雜，在實(shí)際施工中首先需要對(duì)軟土路基進(jìn)行加固處理，主要目標(biāo)在于提升軟土路基段公路整體的承載力與穩(wěn)固性，避免出現(xiàn)路堤失穩(wěn)、沉降量過大等問題。在軟土路基施工中需要根據(jù)軟弱土層的物理學(xué)性質(zhì)、埋層深度、路堤高度、填筑材料、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等科學(xué)、合理地選擇軟基施工工藝，以此保證公路工程路基達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、符合安全通行要求。

2 軟土路基處理要求

公路工程中軟土路基處理是一項(xiàng)施工難點(diǎn)與重點(diǎn)，不僅要嚴(yán)格按照施工圖紙、技術(shù)規(guī)范組織施工作業(yè)，還需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件、施工環(huán)境等對(duì)施工方案進(jìn)行對(duì)比優(yōu)選，在保證軟土路基技術(shù)可行的基礎(chǔ)上盡量降低施工成本、提升綠色施工水平、保證工程如期交付。綜合來看，公路工程中軟土路基處理要求體現(xiàn)在四個(gè)方面：①軟土路基處理深度。不同類型、地質(zhì)條件下的軟土路基對(duì)處理層厚度有著不同的要求。如軟弱土層淤泥及淤泥質(zhì)土以亞黏土、粉細(xì)砂等為主，其處理厚度需穿透軟弱土層；針對(duì)中間有較厚夾層、軟弱土層埋藏較深的路段，其處理厚度應(yīng)以夾層上部軟弱土層為主。②軟土路基處理范圍。在公路工程中，軟土路基處理范圍一般指軟弱土層的處理寬度，因軟土路基處理以軟弱土層為主要對(duì)象，在確定處理范圍時(shí)需要綜合考慮路基承載力、行車荷載、路堤高度、路基橫斷面形式、公路等級(jí)等因素，一般應(yīng)處理到路基坡腳線以外1.0m，對(duì)路基寬度范圍內(nèi)的軟弱土層進(jìn)行加固，并保證軟土路基處理一次性完成。③軟土路基施工周期。軟弱土層壓縮量大、含水量高，在施工完成后可能出現(xiàn)不均勻沉降與橫向位移問題，且在軟土路基施工中涉及到等載或超載預(yù)壓，因此要求軟土路基處理根據(jù)路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高、預(yù)壓填方高度等計(jì)算施工周期，一般為1至8個(gè)月。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)在施工過程中根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果調(diào)整施工周期，在施工完成后還需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行6至17個(gè)月的堆載預(yù)壓。④施工方案對(duì)比優(yōu)選。公路工程中軟土路基處理方法多種多樣，不同方法有其特定的適用條件，所消耗的物料、需要的人工成本、施工周期、機(jī)械設(shè)備組織等也不盡相同，在選擇施工技術(shù)時(shí)需考慮工程造價(jià)、技術(shù)規(guī)范、工程地理位置及地質(zhì)情況等多種因素，并要對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行綜合使用。唯有對(duì)比優(yōu)選施工方案才能保證軟土路基施工技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一[2]。

3 公路工程中軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

基于對(duì)軟土路基概念及施工要求的深入分析，下文結(jié)合工程資料及文獻(xiàn)資料總結(jié)出六項(xiàng)適用于公路工程軟土路基處理的施工技術(shù)。

3.1 換填土層施工技術(shù)

公路工程中軟土路基換填土層施工技術(shù)是指挖除路基下方不滿足路基承載力、行車荷載及穩(wěn)固性等需求的天然基礎(chǔ)，換填符合物理學(xué)性能指標(biāo)、優(yōu)于天然基礎(chǔ)且具有加固作用的灰土、礦渣等材料，再經(jīng)過分層填筑、壓實(shí)形成有機(jī)整體。換填土層施工技術(shù)適用于軟弱土層厚度不超過3m的路段[3]。

換填土層施工技術(shù)在公路工程軟土路基施工中的應(yīng)用需把握以下要點(diǎn)：①如果軟土路段位于魚塘、水池等位置，在施工前需做好排水工作，排水完成后請(qǐng)監(jiān)理拍照驗(yàn)收，保留好影像及文件資料。如果軟土路段處于湖區(qū)或只占據(jù)部分水塘，此類路段無法直接使用排水措施，應(yīng)配合填筑土圍堰創(chuàng)造無水作業(yè)環(huán)境，此環(huán)節(jié)需探明水深、計(jì)算好工程量；②對(duì)原地面進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比設(shè)計(jì)圖紙確定軟土路基處理范圍與深度，保證測(cè)量精準(zhǔn)、確認(rèn)及時(shí)，進(jìn)而為后續(xù)的計(jì)量奠定基礎(chǔ)；③結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)報(bào)告初步確定換填深度，施工單位通過現(xiàn)場(chǎng)挖掘復(fù)核地質(zhì)情況，以復(fù)核結(jié)果為依據(jù)對(duì)換填深度予以確認(rèn)或調(diào)整；④根據(jù)路基高度、坡度進(jìn)行放線，以石灰清晰標(biāo)記清除范圍，并將原土運(yùn)輸至棄土場(chǎng)；⑤按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)原始地基承載力，檢驗(yàn)合格后分層回填素土、礦渣等材料，按照施工工藝流程，采用振動(dòng)壓路機(jī)、小型夯實(shí)機(jī)等設(shè)備，每回填20至30cm厚度進(jìn)行一次碾壓，碾壓數(shù)遍后進(jìn)行下一層回填。回填厚度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后檢查填筑質(zhì)量。

3.2 加固土樁施工技術(shù)

加固土樁技術(shù)是指在天然基礎(chǔ)不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的情況下，借助特殊機(jī)械設(shè)備將水泥、石灰等加固材料注入天然基礎(chǔ)中，使加固材料與軟弱土層充分結(jié)合，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)固化后形成具有一定強(qiáng)度的樁體，以此提升路基承載力。

粉噴樁施工技術(shù)應(yīng)用前需要根據(jù)設(shè)備參數(shù)、加固材料配比試驗(yàn)參數(shù)等進(jìn)行成樁試驗(yàn)，一方面通過試驗(yàn)了解地層及地質(zhì)情況，為后續(xù)技術(shù)措施的確定、機(jī)械設(shè)備的選擇等提供依據(jù)；另一方面檢驗(yàn)樁體強(qiáng)度、橫截面積、承載力等是否滿足施工要求與技術(shù)規(guī)范，檢驗(yàn)每延米噴粉量是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果檢測(cè)合格可以依據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)一步確定鉆進(jìn)速度、提升速度、單位時(shí)間噴粉量、噴氣壓力等技術(shù)參數(shù)。試樁完成后，根據(jù)施工圖進(jìn)行樁位放線，根據(jù)樁位布置鉆機(jī)，保證鉆桿與樁位相對(duì)應(yīng)。在實(shí)際施工中保持鉆機(jī)正向垂直鉆進(jìn)，啟動(dòng)空氣機(jī)送氣，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)停止鉆進(jìn)，鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)送灰，保證噴粉、攪拌與提升同步進(jìn)行，尤其是到達(dá)樁體上部時(shí)需要反復(fù)噴粉、攪拌，以此保證成樁質(zhì)量。

高壓旋噴樁施工技術(shù)是對(duì)粉噴樁技術(shù)的改良，施工前兩小時(shí)內(nèi)將漿液攪拌均勻，將壓力值控制在20Mpa，壓力表示數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管道密封性良好的條件下將漿液連續(xù)、均勻地注入軟弱土層[4]。

3.3 粒料樁加固施工技術(shù)

粒料樁加固技術(shù)是指借助機(jī)械設(shè)備將碎石、礦渣等松散性粒料擠壓到土體中，形成具備一定強(qiáng)度的樁體并與原土路基共同構(gòu)成復(fù)合路基。該技術(shù)適用于天然含水量較大、抗剪強(qiáng)度較低的軟土路基施工，不僅可以提升路基整體強(qiáng)度、保證路基材料的穩(wěn)固性，還能起到豎向排水作用。

在公路工程軟土路基施工中應(yīng)用粒料樁加固技術(shù)需把握以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：①對(duì)軟弱土層進(jìn)行排水、晾曬及整平，并且預(yù)填一定厚度的砂性土，以此為施工設(shè)備提供良好、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境；②對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行驗(yàn)收，嚴(yán)禁使用風(fēng)化石，盡量選擇連續(xù)級(jí)配、粒徑在2至5cm范圍內(nèi)且含水量低于10%的碎石；③注意控制樁體深度及成樁質(zhì)量。在樁管外部做出明顯的標(biāo)記，保證樁管下沉至設(shè)計(jì)深度。同時(shí)，根據(jù)料斗大小、每延米材料用量等精準(zhǔn)計(jì)算提管速度、投料頻次。此外，在樁底部保持一定的留振時(shí)間，一般每提升1m，加大力度向下振搗0.2m。在施工中還需要密切關(guān)注成樁情況，通過調(diào)整碎石料投放速度及用量保證材料實(shí)際使用量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)保持一致；④成樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)粒料的密實(shí)度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一樁位的施工作業(yè)。

3.4 水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)

水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)是指利用機(jī)械設(shè)備，將由水泥、粉煤灰等拌和而成的混合料灌注至原土體，形成具有整體性強(qiáng)度的樁體。適用于粘性土、強(qiáng)風(fēng)化巖等軟弱土層。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要把握以下技術(shù)要點(diǎn)：其一，水泥粉煤灰碎石樁整體性較強(qiáng)，機(jī)械設(shè)備行走位移時(shí)很容易對(duì)樁體產(chǎn)生擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁體斷裂，為此需要將原場(chǎng)地回填至距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.5至1m；其二，水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)包括長(zhǎng)螺旋鉆孔法、振動(dòng)沉管法兩種，不同方法對(duì)混合料配合比及坍落度有著不同的要求，為此在實(shí)際施工前需要進(jìn)行混合料預(yù)拌及試樁，若試塊強(qiáng)度達(dá)標(biāo)則以實(shí)驗(yàn)階段的配合比參數(shù)進(jìn)行混合料制備。通常情況下，采用振動(dòng)沉管法需要將混合料坍落度控制在5至8cm范圍內(nèi)。應(yīng)用長(zhǎng)螺旋鉆孔法則需將混合料坍落度控制在12至16cm范圍內(nèi)；其三，該施工技術(shù)對(duì)軟土路基的處理深度會(huì)達(dá)到持力層，樁體底部地質(zhì)較硬，會(huì)出現(xiàn)鉆進(jìn)困難等情況。為此需查明鉆桿搖晃原因、采取一定的技術(shù)措施降低鉆進(jìn)難度，以此避免鉆頭損壞、樁孔位置偏差[5]。

3.5 排水固結(jié)施工技術(shù)

排水固結(jié)施工技術(shù)是指將豎向排水體設(shè)置在軟土路基中，借助土體自重、加載預(yù)壓等方法排出原土體內(nèi)多余的水分，路基沉降過程中原土體密實(shí)度不斷提升、巖土顆粒逐步固結(jié)，以此提升路基強(qiáng)度。該技術(shù)適用于天然含水量較高的軟弱土層。

公路工程軟土路基施工中應(yīng)用排水固結(jié)技術(shù)的方法為：首先，做好材料防護(hù)措施，排水固結(jié)技術(shù)所涉及的塑料排水板、土工格柵等材料極易發(fā)生老化或表面損壞，需合理存放材料，盡量避光保存。其二，排水固接施工技術(shù)下，塑料排水板、砂墊層及邊溝共同作用形成較為完善的排水系統(tǒng)，任一部分出現(xiàn)問題都會(huì)降低排水的暢通性。為此，需將塑料排水板深入到砂墊層以下0.5m。砂墊層鋪設(shè)應(yīng)選擇透水性較高的材料，且在施工中應(yīng)避免雜質(zhì)堵塞孔道。其三，對(duì)塑料排水板的堆載預(yù)壓需要結(jié)合行車荷載、路基建造標(biāo)準(zhǔn)等確定堆載分布形式、堆載遞進(jìn)層次等，在堆載預(yù)壓階段實(shí)時(shí)觀測(cè)沉降量與沉降速率，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后按照堆載順序進(jìn)行卸載。

3.6 綠色施工技術(shù)

公路工程中軟土路基綠色施工技術(shù)實(shí)際上是基于綠色施工理念對(duì)各項(xiàng)處理技術(shù)的優(yōu)化，以保證公路工程建設(shè)維護(hù)工程周邊自然及人文環(huán)境、降低施工對(duì)周邊環(huán)境的不良影響、在保證施工質(zhì)量的前提下最大程度降低能源及資源消耗量。

軟土路基換填土層施工技術(shù)會(huì)因設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生廢氣噪音污染，換填材料開采、棄土場(chǎng)建設(shè)等也會(huì)破壞植被生長(zhǎng)環(huán)境?；诰G色施工理念的換填土層施工可以在排水階段利用地勢(shì)高差進(jìn)行自然排水，可避免機(jī)械設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生噪音。同時(shí)，盡量縮短取、棄土場(chǎng)運(yùn)輸距離，就近利用原地貌植被。

粒料樁加固施工技術(shù)對(duì)礦渣等材料的開采會(huì)占用土地資源，易造成水土流失等環(huán)境問題。為此，應(yīng)避開城鄉(xiāng)居住區(qū)及環(huán)境敏感區(qū)選擇材料開采位置，合理設(shè)計(jì)開采路線降低對(duì)植被的破壞程度，并優(yōu)先使用電動(dòng)設(shè)備。

水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)可能引發(fā)粉塵污染、材料拌和中也會(huì)產(chǎn)生較大能耗。在應(yīng)用水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)時(shí)，盡量采用集中攪拌方式，可以降低能耗及施工成本。

4 結(jié)語

綜上所述，公路工程中軟土路基施工技術(shù)多種多樣并有其特定的適用范圍，在結(jié)合路基設(shè)計(jì)標(biāo)高、強(qiáng)度等級(jí)等合理選擇施工技術(shù)的同時(shí)還需要注重對(duì)原有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，盡量降低施工能耗及對(duì)周邊環(huán)境的負(fù)面影響，以此全面提升軟土路基施工技術(shù)水平。