公路工程軟基路段施工技術分析

李東

北京鑫實路橋建設有限公司 北京 100000

公路工程具有施工環境復雜、工程量大、施工周期長等特點，而路基作為公路工程的核心項目，高質量路基工程是保障公路整體質量和運營安全的基礎。由于公路工程跨度大，而軟土路基是公路基礎工程施工中較為常見的地質情況，而軟土路基含水量高、土層穩定性差，因此必須要采取相應的加固措施提升路基的荷載性能，從而保障公路工程的整體質量。常見的軟路路基施工技術包括換填法、水泥攪拌樁技術、高壓旋噴樁技術等。無論采用哪種軟土路基施工技術，都要掌握施工技術要點，加強質量管控，這樣才能夠充分發揮軟土路基施工技術的積極作用。

1 公路工程軟土路基的施工現狀與問題

1.1 軟土路基處理現狀

在公路工程建設中，公路工程選址階段需要重點考慮海拔高度、土層硬度等各類因素，由于公路工程施工具有周期長、范圍廣等特點，因此軟土路基也成為了公路工程建設中的常見問題。軟土路基是指土層硬化度低、可壓縮性強、含水率高的軟弱土層，軟土路基包括淤泥土質、軟粘性土質、淤泥質土等，未采用技術處理的軟土路基其含水率一般在30%以上，并且固液比不均衡，孔隙率較大。如果不采用相關處理技術會導致公路地基不均勻沉降等問題，嚴重影響行車安全。

1.2 軟土路基處理所面臨的問題

軟土路基施工作業中，由于軟基荷載力差，對壓力感應較為強烈，處理不當會導致地基變形。在公路施工中，軟土路基施工需面臨以下問題：

（1）壓力感應強。軟土路基土質較為松散，在沒有外部壓力作用時，路基土質可以保持相對的穩定，一旦受到外部壓力或震動，則軟土路基土層結構會發生較為劇烈的變化。因此在軟土路基處理當中，需要重點考慮軟土路基對外部作用的感應能力，如果施工處理不當，會破壞軟土路基原有土質構造，造成局部沉陷、不均勻沉降等問題，增加了施工風險。

（2）可塑性強。由于軟土路基顆粒間隔大、壓縮性強，如果路基無法承受上部壓力荷載時，路基曲線圖會呈現出急速下降的態勢。相比重塑土，軟土顆粒之間的間隔更大，在外界條件作用下軟土顆粒呈現為黏合狀態，待到上部壓力消失時，路基曲線圖呈現為緩慢上升的態勢，進一步加大了軟土路基固化難度[1]。

（3）滲透性較差。軟土路基由于土壤中含水率較高、黏度較大，因此透水性不足。而對于路基施工，透水性是評價路基土質條件的重要條件，軟土路基土質透水性較差，這也對路基排水造成了很大影響。軟土路基處理中由于孔隙率大、耐受性差，施工中的沉降時間較長，沉降系數受影響較大。

2 公路工程軟土路基施工技術分析

2.1 淤泥換填軟基處理技術

2.1.1 施工準備

熟悉工程相關信息，包括施工圖紙、土工試驗報告、地質報告、管線資料等，結合公路工程建設情況和要求，結合當地類似的工程施工情況，為后續施工奠定基礎。核查地質材料，測定公路施工邊界范圍，在公路兩側開挖排水溝，將地表積水排除。同時做好相應的截排水工作，避免降水進入到路基當中。根據路基實際情況確定好需要換填的范圍，在正式施工前再次復查一遍換填參數，包括深度和范圍等[2]。

測量放樣中，應根據工程設計標準測量中線、高程、橫斷面，在指標柱上標注好設計標高等參數。完成測量放樣后，修建車輛運輸便道。材料運輸到場后，對換填砂礫進行試驗分析，檢測砂礫的易溶鹽、顆粒分析、單軸抗壓強度。試驗合格后，大批量將換填所需材料運輸到現場。

2.1.2 清除淤泥

使用挖掘機將路基淤泥挖出去，并將裝到汽車上運輸到指定的淤泥場。按照里程方向清除淤泥、逐步清理，清理一個淤泥段就進行回填，確保在降水前一個淤泥段回填完畢。淤泥清除必須要干凈，不留任何淤泥死角，清除主體是高液限土層，完成清除后及時檢測并拍照存證。完成清淤后上報，邀請業主、監理人員進行驗收，合格之后開展下一道工序。

檢驗合格后，測量人員需放出樁位，申報業主、監理進行檢測，合格后業主簽字，并回填石塊、石渣，確保施工可以連續進行。

2.1.3 換填施工

如果橫坡、縱坡的坡度較大，需要將低面挖成寬度在3m以上、內傾斜坡3%的臺階。如果坑底存在積水，應在坑周圍開挖積水井，將坑底水抽出。材料場所堆放的材料必須提前經過篩選和處理，派專人負責裝車，由自卸車運輸到施工現場并統一堆放。采用分層換填法，每層厚度應控制在30cm以內，使用水準儀控制攤鋪高度。提前在槽內劃出方格，自卸車依次在方格內卸車。

采用分層攤鋪法，由推土機攤鋪，局部需要人工配合找平，要求換填材料之間沒有高低差。在技術人員確認方格內換填土就位之后即可指揮啟動推土機將其推平，先從中間推平，再從兩側推平。完成攤鋪工作后即可碾壓。中邊樁按照攤鋪厚度掛線，按照線的水平進行攤鋪整平，之后進行初步壓實，保證平面平整和均勻。攤鋪時做一個微傾斜的排水坡，可以將路基表面的水排出。嚴格控制分層填料粒徑規格，要求低于壓實層厚度的2/3。完成攤鋪工作后測定松鋪厚度，計算與計劃厚度之間的誤差量，為后續壓實度系數檢測提供信息支持。

采用振動壓路機碾壓路基土層，縱向前后碾壓。寬面碾壓中應分行碾壓，先從兩側開始碾壓，逐步碾壓到中間，曲線段路基先從內測碾壓，逐年碾壓到外側，碾壓施工應貫徹“先慢后快”、“先靜后振”的原則進行。碾壓輪重疊寬度為30-50%的輪寬，重疊段不得低于1m，要求碾壓無漏點、無偏壓。碾壓過程中，應先靜壓2遍，之后振動碾壓3遍以上，最后再進行1遍靜壓。嚴格控制碾壓速度，前期碾壓控制應控制在1.5km/h左右，振動碾壓可將速度提升到2.5km/h，完成碾壓后測量高程并記錄。碾壓時如果出現下沉處應及時填料補充。碾壓完成后路基應沒有壓輪痕跡，表面緊實無松動[3]。

2.2 水泥攪拌樁施工

2.2.1 技術措施

按照施工設計標準提前做好樁體定位，保證樁體定位誤差符合施工要求。完成樁體標定工作后，將深層攪拌機運輸到樁體位置，并對中找準。如果地面凹凸不平，應使用液壓平衡裝置保持設備處于水平狀態。進行攪拌機的冷卻水循環檢測，確認無誤后開啟攪拌機，將吊索放松，讓攪拌機沿著導向架攪拌切土下沉，下沉速度不宜過快。要求工作電流控制在70A以內。如果下沉速度過慢則可以通過補水的方法加速推進。下沉到達一定深度后，按照試驗配比標準配置水泥砂漿，并將配比好的集料倒入集料斗當中。下沉到設計深度后即可開泵注漿，一邊噴漿一邊旋轉，并勻速提升攪拌機。提升到頂面標高位置后，攪拌軟土和砂漿，可將攪拌機再次沉入到土層中并將其提升到地面，反復如此。鉆頭下沉、提升速度不得超過0.5m/min，根據下沉、提升速度控制壓漿速度，確保砂漿在樁體上均勻分布，保證樁體強度。完成一個樁體之后，需要使用清水清洗集料斗和管路，將內部的殘留砂漿全部清洗干凈。之后即可將攪拌機轉移到下一個樁位重復上述步驟。

2.2.2 攪拌樁質量檢查

攪拌樁施工全程均要進行樁體質量檢查。攪拌樁施工完成的1周后，即可對樁體直徑驗收。將樁體周圍土壤挖除干凈，露出樁體1m左右的長度，實際樁體直徑與設計樁體直徑差不得超過500mm。采用抽檢方法，抽檢量應不少于總樁體量的5%，使用觸探器獲取樁體加固土樣進行攪拌均勻度檢查，根據觸探撞擊次數判定樁體強度參數，抽檢量應不少于總樁體的2%。豎向承載水泥攪拌樁驗收中，可采用單樁荷載試驗、復合地基荷載試驗檢查樁體承載力，一般在成樁4周后進行樁體強度檢測。抽檢量應不少于總樁體量的1%，每項單體工程應大于3點[4]。

如果在上述質量檢測工作中對某些樁體質量存在疑慮，應在成樁4周后使用取樣器鉆進取樣到實驗室檢查樁體強度，抽檢量應不少于總樁體量的0.5%，每個路段檢測試樣不少于5根。

2.2.3 施工控制措施

由專人負責攪拌樁施工過程的技術管控。所有施工設備均要有編號，將施工人員信息、設備信息、材料信息等制作標牌掛在明顯位置，落實責任制度。施工前必須要使用清水清洗管道，確保管道內無堵塞情況，一切確認無誤后即可下鉆施工。嚴格控制攪拌樁成樁垂直度，在攪拌機上安裝吊錘，通過控制吊錘與鉆桿的距離控制垂直度。首次下鉆時可以帶漿下鉆從而避免堵管，噴漿量為設計總量的1/2，并且采用低檔操作下鉆、提鉆速度，重復攪拌時可以提升一個檔位速度。單個樁體的成樁時間應在40min以上，噴漿壓力應在0.4MPa以上。

為了保證樁體的整體施工質量，首次提鉆噴漿時應在樁底停留30s，之后緩慢提出鉆桿，并在設計標高位置繼續停留30s，起到磨樁頭作用。施工過程中，管理人員應嚴控噴漿、停漿時間。樁體一旦開鉆施工應盡可能避免中斷噴漿，保證施工的連續性。在未噴漿時禁止提鉆。保證儲漿罐砂漿充足（設計用量+50kg），如果某個樁體儲漿量少于該重量，則需要重新調整注漿管砂漿量[5]。施工中如果發現砂漿不足應整樁復攪，要求復噴漿用量大于設計用量。如果因不可抗力因素導致噴漿中斷，如停電、設備突發故障等，應記錄中斷深度，在12h內采取補噴方案，并在施工手冊中記錄。補噴重疊段不得低于1m，如果時間超過12h則需要采用補樁方案?，F場管理人員應全方位記錄施工原始記錄信息，包括樁號、氣候情況、噴漿厚度、設備運行壓力參數、鉆機參數、流量參數等。

2.3 單管高壓旋噴樁技術

2.3.1 施工控制

樁機就位后應將其調正，使用垂線標定龍門立柱，確保樁機垂直度，垂直誤差不得超過0.5%。在提前標定的樁位，將鉆頭垂直對準鉆孔下鉆。插管時為了避免石塊、土塊等造成噴嘴堵塞，下管時可以用低壓射水。

正式施工前，做好注漿器械、管路檢查，調試好注漿參數，如排量、壓力等，檢查管路密封圈是否完好，噴嘴以及各個通道內不得存在雜物。所有吸漿軟管上必須套上鎧裝橡膠管，由耐高壓軟管連接鉆桿、高壓泵，并使用高壓卡口接頭，保證密封嚴緊。根據試驗配比標準配比砂漿，估算好每根樁體所需使用的砂漿量。提前檢查砂漿制作設備是否可以正常運行，確認無誤后大批量制作砂漿，同要采取砂漿防沉淀措施。

將注漿管插入到設計深度后，先注入清水試壓，確認合格后即可正常注漿。注漿時先啟動空壓機空載運行一段時間，確保設備正常后空載啟動高壓泵，向樁孔內送風送水，將風量、壓力提升到注漿標準值。待到送風送水一切正常后即可開啟注漿泵送清水，注漿泵壓力符合施工要求后，即可將吸管放入到儲漿桶中進行注漿。注漿管在噴頭流出砂漿且孔口返漿后即可緩慢提升，噴射砂漿按照由下到上的流程進行。注漿過程中應時刻關注注漿參數，包括風量、流量、注漿壓力、提升速率等，現場派專人負責記錄施工信息，制作過程曲線，確保各項施工參數符合設計要求。一般情況下，砂漿水灰比為1:1，理論初凝時間為15h，所以砂漿擱置一旦超過15h應停止使用。注漿達到設計標準后，需要停風停水并繼續注漿，直到孔口返出砂漿后即可停止注漿，將吸管頭放入到清水箱中頂出管內存留的砂漿，看到出清水后立即停泵、迅速拔管[6]。注漿管拆卸完畢后使用清水清洗管道，將堵頭擰緊。高壓泵、壓氣管也要通過送風送水清洗。清洗完成后將設備轉移到下一個孔位上重復上述施工。

在完成注漿4周后應對注漿效果進行檢查，可采用開挖檢測、鉆孔取芯、荷載試驗、水壓試驗等方法。

2.3.2 冒漿處理

在旋噴中可能會沿著注漿管壁冒出含有土顆粒的砂漿，此時應觀察砂漿情況，結合土質情況、旋噴效果、旋噴參數等，判斷是否存在質量問題。一般情況下，冒漿量低于注漿量1/5時為正常情況，如果超出注漿量的1/5或不冒漿，則應采取相應的解決措施[7]。

如果是因為地層空隙較多、較大導致的不冒漿，則需要在砂漿中加入一定比例的速凝劑，加快砂漿凝結。也可以通過增加注漿量的方式填充空隙，再進行正常旋噴施工。如果冒漿量超出了正常值，通常是因為噴射范圍、注漿參數不匹配，注漿量過大超出了旋噴固結所需漿量，此時需要更換小口徑噴嘴或提高注漿壓力來解決該問題。

2.3.3 質量檢查

待到旋噴樁成樁4周后且強度高于0.8MPa時即可進行質量檢查，采用鉆孔取樣方法檢查樁體強度和均勻性，通過開挖法檢測樁體傾斜度和標高，抽檢量應不少于總樁體量的2%且數量大于3根，檢測點大于6點?？⒐を炇?，通過復合地基靜荷載試驗、單樁靜荷載試驗檢測地基整體承載性能。抽檢量應不少于總樁體量的1%，并且每個單體工程試驗不少于3處。

3 結束語

綜上所述，軟路路基會嚴重影響公路工程整體的施工質量和運營安全，這就需要嚴格做好軟土路基施工流程，做好充足的前期準備工作，加強施工現場質量管控，嚴控每一道施工工序。施工完畢后開展質量檢查，確保軟土路基施工質量達到設計標準，這樣才能夠保證公路工程的建設質量。