公路工程施工中路基加固處理

0 引言

在公路工程施工過程中，路基加固是一項首要的施工內容。路基在天然狀態下也會呈現出松散的結構，并不具備良好的整體穩定性，其承載力也難以達到公路工程的實際應用需求。相關單位需要通過科學合理的方式來進行路基的加固處理，以此來實現路基填實度的進一步增加，大幅度提升其承載力和穩定性，充分滿足路基的使用功能[1]。

1 工程概況

本次所研究的是某公路工程的路基試驗段施工，該施工段的長度是1000m，起始樁號為K1+000，終止樁號是K2+000。通過已有的施工現場地質資料以及現場實地勘察發現，在該試驗段中，其路基土質屬于濕陷性黃土?，F場土體十分松軟，土體中的水分含量較大，整體承載力不足，且部分區域內存在不均勻沉降問題。為有效提升整體路基的承載力，實現路基穩定性的良好保障，需采取合理的加固措施來進行現場的路基處理。基于此，在本次工程設計階段，建設單位與設計單位對目前常用的幾種公路工程路基加固技術進行了對比分析，然后結合本次工程現場的實際情況，進行了加固處理技術的合理選擇。

2 公路工程路基加固處理技術對比選擇

為實現本次公路工程項目中軟土路基的有效加固，相關單位對幾種常見的加固技術進行了對比分析，以此來實現路基加固技術的合理選擇。具體分析如下：

2.1 幾種典型的路基加固處理技術

2.1.1 注漿處理技術

在對公路工程中的路基進行加固處理時，注漿處理技術是一種常見的技術形式。就目前的公路工程路基施工來看，應用到其中的注漿法主要包括滲透注漿法、劈裂注漿法、壓密注漿法以及噴射注漿法等。其中，滲透注漿法的主要原理是借助于強大的壓力讓漿液滲透進入到地層縫隙內，而在地層縫隙中，隨著注漿壓力的不斷增加，漿液的注入面積也將會不斷擴大，最終讓地層縫隙達到良好的填充效果，以此來達到滿意的路基加固質量。劈裂加固法主要是通過壓力施加的方式將土層強度以及應力影響克服，以此來實現土層結構的改變，讓原來存在于地層內部的縫隙得以有效擴大，實現大量漿液的注入，通過這樣的方式，便可實現注漿距離的有效提升，以此來達到良好的注漿加固效果[2]。噴射注漿主要通過鉆孔的形式，將水泥漿液用注漿管注入到地層中，以此來達到良好的加固效果。壓密注漿法是借助于鉆孔的形式將濃度很高的漿液壓注進地層內部，讓漿液對壓入位置進行擠壓，使其形成一定的空間，進而對其附近土層施加相應的壓力，最終讓局部地層隆起，達到良好的加固效果。

在通過注漿加固技術進行公路工程的地基加固過程中，為有效確保加固質量，施工單位需要在以下的兩個方面做好其技術控制。首先是做好注漿壓力控制，具體注漿中，伴隨著地層中的漿液積累及其流動，水泥顆粒將會漸漸沉淀，進而實現漿液流動阻力的不斷提升，在這樣的情況下，如果依然不斷提高注漿壓力，便會導致漿液始終處于流動狀態，不利于凝固。第二是控制好注漿量，在填筑處理工作完成之后，需要將漿液注入到存在的暗孔中，但是其注漿流量應該適當減小，這樣才能夠讓注漿壓力得到良好控制，以此來確保注漿加固效果，滿足公路工程路基的實際建設需求。

2.1.2 加固樁基處理技術

在進行公路工程的路基加固施工中，加固樁處理技術也是一種典型且有效的技術形式。該技術的主要應用原理是借助于相應的機械設備來進行路基鉆孔處理，然后將固料加入到鉆出的孔洞內，以此來實現加固樁的形成；而大量的加固樁將會和公路工程路基土層之間共同形成足夠穩定的地基，以此來實現公路路基承重能力的顯著提升。就目前來看，應用到公路工程路基加固中的主要加固樁基處理方式有三種，第一是碎石樁，具體應用中，其主要的樁基模式為振沖碎石樁，這種樁基不僅具有非常簡單的注樁過程，且成樁率也非常高。具體施工中，為有效確保其施工質量，施工單位需要根據現場的施工土體來進行樁體應力控制，通常情況下，樁體應力一定要超過土體施工應力的4倍。而碎石樁的具體長度則需要根據施工土層的具體厚度來加以科學確定。第二是擠密砂樁，此類基樁主要是將混合料注入到地基孔內，然后施壓沖擊，以此來實現密實的砂樁形成，達到良好的加固處理效果。第三是生石灰樁，在對此類樁基進行澆筑的過程中，需要將大小為3-4cm的生石灰塊放置在軟土地基樁孔內部。在投入應用之后，生石灰塊便會將地層孔隙內的水分吸收，以此來實現公路路基地層中含水量的有效降低；同時，這一過程也會伴隨著大量熱量的釋放，進而實現整體地基土質以及土層框架的進一步優化，讓土體強度得以有效提升，進而達到良好的路基加固效果[3]。

2.1.3 機械碾壓處理技術

在對公路工程中的路基進行加固處理時，機械碾壓處理技術也是一種非常有效的技術形式。這種處理方法十分直接，其主要原理就是借助于壓路機以及推土機等的重型機械設備在公路路基上來回開動，從而一遍遍地將路基壓實，使其整體強度與穩定性得以有效提升。但是由于此項技術會被環境因素所影響。如果路基土層中的含水量較低，結合水膜便會出現在其土粒表層中，如果土層此時具有很小的干密度，伴隨著土層內的水分含量提升，水膜的厚度也會不斷變大，當土層中的含水量到達一定極限時，土粒孔隙內便會被自由水充滿，進而影響到加固效果。同時，如果土層內的多余水分不能及時被排出，也會導致孔隙水壓升高，從而降低加固效果。

2.1.4 強夯處理技術

在公路工程的路基加固中，強夯法也是一種常見的施工方法，此種方法又叫做動力壓實法以及動力固結法，在公路工程中的大面積路基加固處理中十分適用。該方法的主要應用原理是借助于夯錘對公路工程的路基土體進行夯實加固，夯實工作可重復進行，夯實次數需根據實際而定，一直到土體強度及其承載力滿足公路路基實際需求為止。在通過該技術進行路基加固處理的過程中，首先需要通過試夯的方式來實現施工參數的科學確定，及時對不合理的位置加以改善，以此來確保強夯處理技術應用效果。具體強夯中，應先做好施工場地的處理，讓路基表面足夠平整，再將需要夯實的位置標明，然后根據標注好的夯實位置進行強夯施工[4]。強夯過程中，若出現了彈簧情況，則需要立即停止強夯施工，明確具體情況，然后根據實際情況來進行科學處理，一直到現場實際與施工需求相符為止。

2.2 路基加固技術對比選擇

通過上述幾種典型路基加固處理技術的分析發現，每一種處理技術都具有獨特的特征。其中，注漿處理技術雖然具有非常好的加固效果，但是施工中對于技術和設備的要求都比較高，且需要花費較高的應用成本；加固樁處理技術需要應用到大量的施工材料，對于技術設備方面也具有較高要求，因此其施工成本也比較大；機械碾壓處理技術雖然可以在施工材料方面實現成本的節約，但是此項技術所受到的環境影響很大，施工中的質量很難得到有效控制，對于技術方面的要求非常高。相比較其他幾種加固處理技術而言，強夯處理技術無論是在技術、設備方面還是在材料方面，都沒有過高的要求。但是因為強夯加固處理技術的作用有限，所以只能夠在地質條件相對簡單的公路路基處理中適用。如果施工現場的地質條件比較復雜，此項技術可能難以達到滿意的處理效果。

通過上述的工程概況分析可知，本次公路工程項目的施工區域雖然屬于軟土地基，但是其土層組成和結構都十分簡單，僅僅為濕陷性黃土，并不存在其他形式的土層。在這樣的情況下，上述的四種常用路基加固處理技術在本次工程中都適用。基于此，出于施工的便捷性、技術設備的簡單性以及施工成本等各個方面的綜合考慮，本次工程中決定通過強夯處理技術來進行路基的加固處理。圖1是本次路基加固處理中的強夯施工技術流程圖。

圖1 本次路基加固處理中的強夯施工技術流程圖

3 公路工程施工中的路基加固處理技術具體應用分析

3.1 設備選擇

因本次工程的施工現場具有比較復雜的地形條件，且交通也不夠便利，所以在具體的設備選擇中，考慮到這些情況，決定選用能夠匹配強夯能級設計值的履帶式起重機。夯錘選擇的是圓形夯錘，其直徑是2.3m，底面積是4.16m2，重量是15t。具體施工中，其提升高度設計為10m，按照夯錘實際的底面積，在錘上貫穿出了4個排氣孔，其排布情況十分均勻。對于自動脫鉤裝置，其耐久性和強度都需要與實際施工要求相符，且操作也應該足夠方便，考慮到上述需求，本次選用的是門夾。

3.2 現場布置

根據上文所述，在通過強夯法進行路基加固處理的過程中，其施工場地應保持平整，不可存在雜物?；诖?，在本次施工之前，施工單位先按照開始夯擊的實際標高要求，對場地進行了挖平處理，并將腐殖土和雜物清理干凈，土層的整體清理厚度在30cm以上。同時需要將路基內的管線設施清除，以此來防止強夯效果受到不良影響。為了讓施工機械具有良好的通過性，本次施工中也進行了必要的臨時行車道修建，這樣便可讓施工機械可以及時被運輸到施工現場。為了讓施工過程中的飛石和灰塵等得以有效控制，盡最大限度降低施工給周邊環境帶來的污染，特在施工現場進行了灑水裝置的配置，以便施工中灑水的及時性，達到良好的防塵降塵效果。另外，為實現施工安全的良好保障，本次施工中，所有吊車玻璃上都進行了防護網的安裝，以此來有效避免夯擊過程中飛石外濺所導致的安全事故。

3.3 加固處理

按照施工現場的相關資料、路基加固用途、變形以及承載力等方面的實際要求，在對本次夯擊施工參數進行初步設計的過程中，將強夯能級設計為1500kN·m，將夯點位置的連續夯擊次數設計為14-18次，將強夯遍數設計為3遍。按照本次工程的具體設計，在施工現場進行夯前測量的過程中，第一遍夯點位置線的偏差需要控制在50mm之內，夯點應排布成梅花型，夯錘邊距應控制在0.5m。

加固處理中，強夯機首先需按照設計好的點位完成就位，然后將夯錘起吊到設計好的夯點位置，并對夯錘進行頂部標高的測量，在夯錘起吊到規定的高度之后，便會自動下落到夯擊點上，夯擊中，夯錘和夯點之間的中心偏差應控制在0.1m以內，接下來在對夯錘的頂部標高進行測量。通過這樣的反復夯錘起落以及頂部標高測量來進行連續夯擊，一直夯擊到規定的夯擊次數、且夯點位置的夯沉量達到控制指標，這個夯擊點的夯擊才得以完成。在完成了一個夯點的夯擊工作之后，需要將夯錘移動至下個夯點，然后繼續按照上述方法進行夯擊，一直到第一遍夯擊全部完成為止。在第一遍夯擊工作完成之后，施工單位需要對施工場地做好平整處理，并做好標高測量，然后停歇21d，再按照上述方法進行第二遍的夯擊施工；完成第二遍夯擊之后，需做同樣的處理并停歇同樣的天數之后再進行第三次夯擊施工。在根據實際設計要求完成了所有的夯擊施工遍數之后，需通過滿夯的方式將路基拍平，并做好場地平整與標高測量工作，最后對夯沉量做好記錄。

3.4 質量檢測與分析

在完成了強夯加固處理施工之后，本次工程中的路基土體承載力得到了良好改善。為進一步明確本次強夯加固處理的具體效果，在完成最后一遍強夯處理21d之后，特通過原位試驗法以及淺層平板試驗法進行了強夯施工效果的檢測。

首先是原位試驗檢測，具體檢測中，按照本次工程的里程樁號，通過直接插入法進行3個檢測點位的選取，對于每一個點位，都按照1.0m、2.5m、4.0m以及5.0m的深度對其強夯處理之前以及強夯處理之后的情況進行了貫入試驗。表1是本次路基強夯加固處理效果的貫入試驗檢測結果。

表1 本次路基強夯加固處理效果的貫入試驗檢測結果

通過試驗檢測結果可知，在經過強夯處理之后，本次公路工程地基的貫入次數在11-16次之間，相比較強夯處理之前的5-9次而言，其貫入次數實現了有效提升；而標準貫入次數是控制在11次及以上，由此可見，本次強夯加固處理之后的路基貫入度已經完全符合工程實際要求。在通過本次的強夯加固處理之后，該公路工程的路基土體強度及其密實度都得到了顯著提升，且強夯深度也與本次工程的實際深度要求（5m）相符，可見本次強夯處理起到了非常好的路基加固效果。

其次是平板試驗檢測，具體檢測中，通過直線插入法，對該試驗路段中的3個試驗點淺層進行了平板試驗，試驗中主要對地基承載力特征值進行檢測，以此來實現強夯加固處理之后的地基承載力確定。表2是本次路基強夯加固處理之后的平板試驗檢測情況。

表2 本次路基強夯加固處理之后的平板試驗檢測情況

通過上述試驗檢測結果可知，在進行了強夯加固處理之后，本次公路路基的承載力特征值均超過了設計要求（150kPa），說明本次強夯加固處理使得該公路路基的承載能力得到了有效改善，已經完全符合設計要求。由此可見，本次強夯加固處理技術所收獲的效果十分良好，經處理之后，讓原來的路基得到了有效加固。

4 結束語

綜上所述，在公路工程的建設施工中，路基加固處理是一個至關重要的環節。因此，相關單位一定要對目前比較典型常用的公路路基加固處理技術加以深入了解，明確各種加固處理技術的適用范圍，然后根據實際的工程概況與施工要求，對加固處理技術加以合理選擇，然后按照規范將其應用到路基加固處理中，做好各項技術與參數控制，并做好加固效果檢驗測試。通過這樣的方式，便可讓公路工程路基加固處理效果得以良好保障，盡最大限度確保公路交通運輸質量與安全，以此來促進我國公路工程的良好建設、應用與發展。