公路工程施工中軟基處理技術(shù)的應(yīng)用研究

文/高超

1 前言

從當(dāng)前的高速公路運(yùn)行實(shí)際情況分析，其已經(jīng)進(jìn)入空前繁榮的發(fā)展階段中。而在這種高速發(fā)展時(shí)期內(nèi)仍需要面臨一些問(wèn)題，比如地基處理方面的問(wèn)題，主要是軟土地基或者施工環(huán)境方面的影響，工作人員需要結(jié)合不同情況選擇合適的材料和技術(shù)，提升工程的質(zhì)量水平。對(duì)此，本文將分析工程的具體情況，選擇最佳的施工處理技術(shù)，以提升工程質(zhì)量水平。

2 高速公路工程施工現(xiàn)狀

從工程的實(shí)際情況分析，高速公路的建設(shè)地質(zhì)選擇應(yīng)綜合分析各個(gè)方面的因素，比如海拔高度、土層硬度、是否有居民區(qū)等，且選址確定后就不能隨意調(diào)整。另外，一些問(wèn)題在施工階段才會(huì)暴露出來(lái)，不得不改變施工路線，而這就需要施工單位利用多種方式進(jìn)行必要的化解和處理。最為容易出現(xiàn)的問(wèn)題就是軟土路基，這是需要施工人員重點(diǎn)考慮的因素。軟土的可壓縮性比較好，硬度比較低，從廣義角度分析，軟土的種類比較多，比如軟粘土、淤泥等。軟土具備如下特點(diǎn)：沒(méi)有進(jìn)行必要處理的情況下，含水量相對(duì)較高，很多情況下都會(huì)達(dá)到70%左右，且顆粒的縫隙是比較大的，固液比例缺乏均衡性，飽和度比較大，有些會(huì)在90%以上，且塑性指數(shù)較低。但如果沒(méi)有進(jìn)行必要的處理，就會(huì)導(dǎo)致地基缺乏平衡性，最終造成下陷嚴(yán)重等，而一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致工程事故發(fā)生，進(jìn)而造成難以挽回的局面[1]。

3 常用的軟土地基處理技術(shù)方法

3.1 換填土技術(shù)

軟土土質(zhì)均勻性比較差，不能有效建設(shè)排水地基，因此采用換填土的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)地基的固化施工。從實(shí)際情況分析，軟土地基要挖掘出來(lái)，然后結(jié)合具體的情況選擇使用穩(wěn)定性高的材料進(jìn)行重新回填施工，然后實(shí)施強(qiáng)夯處理，保證其密度超過(guò)原有軟土層結(jié)構(gòu)且地基具備一定的穩(wěn)定性和承載能力，避免出現(xiàn)沉降嚴(yán)重的問(wèn)題。

3.2 碎石樁處理技術(shù)

這一技術(shù)一般應(yīng)用于特殊地帶，設(shè)備性能要求比較高，通常情況下是應(yīng)用有水平振動(dòng)效果的管狀設(shè)備采用高壓水流的方式實(shí)現(xiàn)軟黏土的振搗與沖洗聯(lián)合進(jìn)行，在成孔后能夠注入穩(wěn)定性高、強(qiáng)度性能強(qiáng)的填充材料，然后組合成為穩(wěn)定的碎石樁體結(jié)構(gòu)，保證其結(jié)構(gòu)的承載性能合格。另外，與換填土施工中把大量的軟土進(jìn)行替換處理，該技術(shù)僅僅是把部分軟土進(jìn)行替換處理，成本相對(duì)較低，且工作原理和復(fù)合鋼筋混凝土形式相似，因此該方式能夠避免發(fā)生沉降嚴(yán)重的情況，即使有沉降也會(huì)比較小，應(yīng)用效果好。

3.3 加筋處理技術(shù)

通過(guò)人工方式來(lái)實(shí)現(xiàn)填土地?fù)鯄蛘呗坊糠值氖┕?，保證混合料鋪設(shè)質(zhì)量合格，或者通過(guò)應(yīng)用碎石樁等方式來(lái)保證地基的質(zhì)量合格、承載性能達(dá)標(biāo)。

3.4 強(qiáng)夯技術(shù)

粉質(zhì)土、砂土、碎石土等含量較為豐富的區(qū)域內(nèi)，地基的主要特點(diǎn)就是滲水性比較高，所以其含水量是很大的，只要是外部有沖擊的作用，就會(huì)造成內(nèi)部水分不能及時(shí)排出去，進(jìn)而造成孔隙水壓力增加。壓力不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消失，而是會(huì)逐步進(jìn)入土體內(nèi)，強(qiáng)度下降，形成液化。如果地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能比較差，則應(yīng)該利用強(qiáng)夯作業(yè)的方式，以保證穩(wěn)定性合格。從這一方面分析，土壤顆粒大且孔隙多的土體通過(guò)應(yīng)用夯實(shí)作業(yè)方式進(jìn)行處理，能夠減小孔隙體積，提升其密實(shí)度性能，且非飽和土體采用傳統(tǒng)夯實(shí)作業(yè)方式，能夠保證其結(jié)構(gòu)性能合格[2]。

3.5 高壓噴射注漿技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用是通過(guò)噴射設(shè)備利用高壓將粉煤灰、水泥等強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)高的材料直接噴入軟土地基內(nèi)，保證較高強(qiáng)度滿足要求。高壓旋噴施工階段，軟土地基遭到損壞，填充材料經(jīng)過(guò)必要的攪拌處理，使?jié){液也能夠達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，土體會(huì)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，地基強(qiáng)度性能符合要求。當(dāng)前該技術(shù)的應(yīng)用，可以達(dá)到強(qiáng)度為40MPa 的壓力，作業(yè)深度超過(guò)4m，加固后土地直徑在2m 以上。

3.6 水泥土攪拌技術(shù)

這一技術(shù)一般也可以叫作深層攪拌技術(shù)，把水泥等材料直接填入軟土地基內(nèi)，利用設(shè)備實(shí)現(xiàn)深層攪拌處理，能夠保證地基強(qiáng)度和密實(shí)度合格，滿足承載性能的標(biāo)準(zhǔn)。在具體的應(yīng)用中，水泥是固化劑的材料，能夠保證地基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、密實(shí)度、承載性能合格、軟土硬結(jié)合格，滿足工程的要求。

3.7 密實(shí)加固技術(shù)

該技術(shù)主要可以分成排水?dāng)D密技術(shù)與深層密實(shí)加固技術(shù)。前者是應(yīng)用到河流、海邊等含水量較高的地帶，利用插入規(guī)定的設(shè)備或者工具方式以提升其負(fù)載性，保證水分能夠通過(guò)設(shè)備等進(jìn)入砂墊層中，盡量降低含水率；后者則是通過(guò)爆破、擠壓等作業(yè)方式實(shí)現(xiàn)深層土壤加固處理。兩者進(jìn)行對(duì)比，后者能夠應(yīng)用到雜填土、軟土等地質(zhì)中，使用范圍比較大[3]。

4 工程概況

某高速公路項(xiàng)目是當(dāng)?shù)刂匾煌ㄔO(shè)施，全長(zhǎng)為162.3km，寬度為26m，為雙向四車道，設(shè)計(jì)速度為99km/h 左右，荷載等級(jí)為：掛車-120 級(jí)；汽車-20 級(jí)。

該公路項(xiàng)目施工中有很多軟土地基形式，并且分布著比較多的河流、村莊等，填土高度大，地基含水量高、綜合性能比較差，有些地帶還有淤泥材料。這一公路項(xiàng)目結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的處理措施，以提升地基的質(zhì)量水平。

5 具體技術(shù)的具體運(yùn)用

在具體施工的過(guò)程中，需要根據(jù)軟基的實(shí)際情況合理的選擇施工方案，并且對(duì)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行深入研究。

5.1 換填土技術(shù)的應(yīng)用

本次公路工程中，將換填土技術(shù)應(yīng)用到淤泥地質(zhì)條件下進(jìn)行處理。從實(shí)際情況分析，施工單位把軟土材料直接挖掘掉，使用準(zhǔn)備好的砂石、卵石等進(jìn)行填充施工，并且通過(guò)夯實(shí)等作業(yè)以提升地基的壓實(shí)度。此外，還可以選擇多種材料，比如煤渣、碎石等材料進(jìn)行施工，以此有效控制工程成本，提高材料的利用率[4]。

5.2 排水固結(jié)技術(shù)的應(yīng)用

從很多公路工程的實(shí)際情況分析，總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本次工程中確定使用真空技術(shù)或者預(yù)壓技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)的作業(yè)。也就是說(shuō)，在路基表層鋪設(shè)一層砂石材料，組合成為橫向排水通道；路面間隔一定的距離設(shè)置必要的豎向塑料板，也可以打出豎向砂井，組合成為縱向排水通道；同時(shí)，把真空裝置安裝到該地帶中，即使沒(méi)有外部載荷的影響，路基中孔隙水也會(huì)通過(guò)壓力在該裝置內(nèi)集中起來(lái)，及時(shí)把水分排出到外部。因?yàn)橥馏w內(nèi)水分含量下降，會(huì)實(shí)現(xiàn)土地的固結(jié)，進(jìn)而保持地基的承載力性能得以提升。此外，還能夠通過(guò)在淤泥表面選擇應(yīng)用拋石作業(yè)的方式，把石屑填筑到淤泥結(jié)構(gòu)中，然后應(yīng)用50t 振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)現(xiàn)反復(fù)碾壓作業(yè)，再將淤泥全部都排出去。但是拋石操作要加強(qiáng)石塊規(guī)格的控制，且控制在30cm 以下，防止大塊石造成平整度不足的問(wèn)題[5]。

6 強(qiáng)化軟土地基技術(shù)的措施

6.1 加入壓實(shí)度大的材料

軟土地基的技術(shù)在具體的應(yīng)用中，應(yīng)選擇硬度較高的施工材料，保證地基結(jié)構(gòu)的硬度符合要求。由于軟土地基的壓實(shí)性能比較差，所以我們需要結(jié)合不同地質(zhì)條件，選擇最佳的壓實(shí)施工材料，保證其符合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件要求，確保地基強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，我國(guó)建筑工程領(lǐng)域中很多情況下都應(yīng)用固化劑，使水泥、軟土地基融合成為整體的結(jié)構(gòu)，保證軟土地基承載性能符合要求、壓實(shí)度合格。另外，在加入壓實(shí)度大材料的過(guò)程中，對(duì)于材料的濾鏡以及強(qiáng)度控制，需要按照工程的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，保證材料的性能指標(biāo)達(dá)到強(qiáng)度規(guī)范要求。

6.2 提高軟土地基處理效率

軟土地基工程項(xiàng)目建設(shè)施工中，要考慮到工程的實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)，但是切忌盲目施工，否則會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，公路質(zhì)量也不合格。如有些地質(zhì)薄弱的區(qū)域，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行砂石材料的填充施工，做好路面支撐的處理工作，保證軟土地基厚度符合要求；同時(shí)，還要做好軟土地基的合理處理，滿足工程的要求，合理探測(cè)與規(guī)劃，保證填充物達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路工程施工環(huán)境是比較復(fù)雜的，并不是所有軟土地基都會(huì)選擇相同方法來(lái)進(jìn)行施工，所以工作人員要結(jié)合不同施工環(huán)境選擇合適的處理方式。本文就以某工程作為案例進(jìn)行分析，選擇最佳處理方式，以保證公路穩(wěn)定性與安全性合格，滿足交通運(yùn)行需要，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)新的活力。