刘涛

苏交科集团股份有限公司 江苏 南京 210000

作为公路建设工程的核心要素，路基对公路使用寿命与性能方面的积极影响不言而喻，想要在满足现代化城市道路行车要求的同时，尽量延长公路的使用寿命，就务必要贴合建设所在地土质特征以及所建设公路的功能需要，开展科学且合理的路基加工处理作业。以此全面提升路基乃至整体公路建设项目的稳定性，使建成后的公路质量能够得到保障。得益于科学技术的发展以及道路工程建设技术与理论的成熟发展，使得现阶段可用于公路路基加固作业的技术种类较多。基于此，本研究立足于实际工程，结合施工的实际需要选择了水泥粉喷桩技术，确保加固施工最终呈现出的效果能够达成理想化的建设预期。

1 工程概述

某城市经济开发区需要修建一条新的环城公路，该公路第一合同段全长12.582km，其中k125+325.5～k126+366.7段为软弱土质。该路段南侧、北侧为城市既有建筑物，西侧与东侧皆为既有道路，贴合施工所在地的具体情况，选择较为可靠的水泥粉喷桩加固技术对该路段路基进行加固处理。

项目建设过程中，利用水泥粉喷桩加固技术对路基进行处理，能够有效优化地基所在土层的内部结构，促使其转化为稳定的固结土。结合既有的施工经验进行分析，可知水泥的主要成分为二氧化硅、有氧化钙、氧化铝等，这些物质在与水结合后能够形成相对稳定且坚固的结合材料。在本路段路基中适当掺杂一定的优质水泥，有助于快速调整软土地基中的水分，提升土层对地基的握裹性，提升地基的强度，为公路工程后续的建设作业夯实基础。

2 水泥粉喷桩加固技术

2.1 水泥粉喷桩加固施工的质量控制措施

2.1.1 机械设备选择与材料制备

机械设备与材料的选择是水泥粉喷桩加固作业中需要重点关注的环节，除去基本的钻机以及粉体发射设备之外，为达成更优质的加固效果，还需要额外配备空气压缩机、搅拌钻头等设备，同时尽量避免现场施工人员基于自身施工经验对设备的各项参数进行调整。机械进场前，应该重点对机械设备的综合性能进行检查，保障机械设备符合工程建设标准，配备好检测电流变化的电流表，保障钻进施工的稳定性与质量，最后还要配置能够精准计量水泥喷入量的电子计量设备[1]。

材料制备方面，需要以行业标准以及本工程设计方案为基准，精准开展采购、运输、存放与现场制备材料等作业。本工程所应用的水泥为硅酸盐水泥，为保障水泥粉喷桩加固环节的稳定作业，施工前需要对水泥的精度进行检测，剔除纸屑、树枝等杂质。工程喷粉量也需要结合工程建设需要以及行业标准进行合理定量，本工程在进行现场模拟施工试验后将喷粉量设定为50kg/m。

2.1.2 现场施工管理

在具体施工环节中落实设计技术方案是路基加固工序的重点与难点，同样也是保障整体施工质量的关键工作。相关技术人员应对水泥粉喷桩加固技术进行深入剖析，同时对实施该技术的工艺流程进行优化，着重分析技术要点，保障水泥粉喷桩加固的应用价值最大化，为后续的工程建设项目夯实基础。同时，施工人员应对现阶段最新的公路建设标准以及技术规范进行研究，在相关标准的指导下，对施工工艺、材料以及现场施工人员进行必要的管理。重点分析施工路段以及建设全过程中可能出现的风险隐患，如极端天气、人为破坏、材料影响等，针对不同的风险隐患做好相对应的防范与化解措施，保证施工技术方案能够贯彻落实[2]。

2.2 施工流程分析

第一，在施工现场组装喷粉桩机，为保障组装工作的质量与效率，需要技术人员在正式组装喷粉桩机之前对桩机各部位的连接状态进行科学检验，以此保障施工的可靠性。相对而言，水泥粉喷桩机的构成比较复杂，其中包含诸如电气系统、液压系统等多个精巧、繁复的系统，因此要求相关技术人员能够全面掌握不同子系统的特性。并且还需要对桩机各个喷粉管路的密封状态进行测试与调整，以此保障其能够正常工作，达成最优质的施工效果[3]。排除桩机中可能存在的隐患故障之后，应科学地设置桩机的位置，桩机就位并校验合格后便可以启动主电机进行桩机下钻，过程中需要辅以空气压缩机对桩机进行送气，以此提升桩机的钻进质量；

第二，钻机钻进至设计深度之后不宜立刻停止钻进，而是应当结合实际钻进情况适当滞留一定的时间，具体时长以工程实际需求为准，寻常工程滞留2～3min便可以得到较好的钻进效果。钻进过程中应精准控制钻进的速度与角度，配合边旋转边提升的模式，避免钻进过程中出现塌孔的问题。此后，在向搅动的土体中喷粉时应注意搅拌的时间与力度，要保障土体与水泥的充分融合，促进桩顶达到设计标准高度；

第三，注意保障一次成桩，如果成桩期间受外界因素影响而中断，后续的施工中便可以利用重叠接桩的模式保障路基基桩的强度与稳定性，但过程中需要注意接桩的密度，新桩与旧桩的重叠密度应在50cm以上[4]。假设在施工阶段中因故中断一次成桩后的3h之内未能及时接桩，便需要在下次施工之前拆卸输浆管路，并对其彻底的清洗，保障管道内无残留凝固浆液与杂质后，在既有桩位的旁边进行有效补桩；

第四，钻头提升到500mm左右的高度后，便可以正式开始喷粉作业，作业过程中以及结束后都需要进行必要的质量控制与检测措施，一旦发现质量不合格的情况，就需要重复搅拌至桩底，保障水泥与土体搅拌均匀且与桩体彻底融合；

第五，科学控制桩机钻头的垂直度与设计深度，严格依照设计标准确定轴线位置，并落实下落深度、钻头垂直度等参数。需要重点注意的是，必须要保障钻机与桩孔轴线的一致性，实际施工过程中的横竖向偏差不得高于100mm，钻杆倾斜度不得超过1%[5]。

2.3 水泥粉喷桩加固处理工艺

2.3.1 合理控制喷灰量

水泥粉喷桩加固施工过程中，想要保障最终的加固效果能够达到设计标准，便需要对喷灰量进行科学的控制，如此才能有效增强桩身的强度，促进加固作业的稳定开展与竣工。相关工作人员一旦发现喷灰量不足的问题，便需要采用复喷或者补喷的操作。并且在正式施工的过程中出现了施工路段土体密实程度影响喷灰量的情况，便需要合理调整送灰装置的参数，如转速、荷载等，以此促进实际施工质量与既有土体加固需求之间的匹配程度[6]。施工全过程中需要委派专业监管人员对实际喷灰量以及相关工作人员的施工作业标准进行检查，针对需要调整的情况及时作出指导，并科学记录相关数据信息，以此为后续的施工夯实数据基础。

2.3.2 桩径变小的原因与调整措施

桩径变小亦属于水泥喷粉桩施工中常见的技术隐患，受到桩径变化的影响，路基单桩的承载力会出现大幅度的下降，这不仅会对当下的施工效率造成影响，如若无法及时整改还会对后期的公路建设整体效果产生难以挽回的负面影响。实际工程中，出现桩径变小情况的主要原因可以概括为如下几方面：首先是由于空压机压力参数不符合技术标准的问题。这一情况会影响喷粉过程的气流范围，进而导致桩径无法达到设计标准[7]。想要从根源上避免或者解决这一问题，便需要结合实际工程需求配置功率更高的空气压缩机，并且要在施工中精准调节空气压缩机的压力、送风量等参数，进一步控制好刮灰机的转速，以此保障施工的效率与质量；其次，钻进过程中一旦出现桩基周边土体密度过高的情况，相关装置所喷出的粉体颗粒所受到的阻力也会有所增加，进而也会导致桩径变小的情况。针对这一问题，需要结合现场施工的实际情况，采用换土、调整土体的方式降低粉体颗粒的阻力，维护工程的稳定建设；最后，因钻头严重磨损而导致的喷嘴直径、喷粉范围变大的问题，这一问题会引发如压力下降、桩径变小等一系列问题，需要相关施工人员与管理人员定期对钻头进行检查，在有需要的情况下更换磨损程度过高的钻头。借助这种方式将桩径的磨耗程度控制在20mm的范围内。同时需要相关施工人员注意的是，一旦桩径的磨耗程度接近或大于20mm的范围，便需要对空气压缩机性能、周边土体以及钻头进行检查，并对不符合建设标准的桩基进行优化处理[8]。

2.3.3 断灰与短桩的原因与处理措施

断灰以及短桩也是水泥粉喷桩加固施工过程中出现概率较大的质量隐患，在实际工程中一旦出现上述两种情况，便会导致桩基的实际荷载难以满足设计标准的情况，进而为后期的作业环节留下隐患。实际施工过程中，因桩体局部缺少喷灰所导致桩长小于设计标准数值的情况便属于短桩问题，这种短桩的实际效益较小，其无法高效率地传递荷载，从而弱化整体地基的承载效果，致使公路项目难以满足现代化居民出行的需求。

能够引发断灰以及短桩问题的原因如下：①水泥浆搅拌不均、水泥浆中存在纸屑、大直径石块等情况都会导致短桩问题；②下沉过程中送气不足所引发的喷嘴堵塞严重，加之工作人员缺乏经验与专业素养等因素，会出现提早提升钻具的情况，最终导致施工无法达成理想的效果；③填土含水量过低的情况下也会出现短桩的问题，实际施工过程中相关技术人员一旦发现无法有效成桩的情况，可以对填土进行检查，在明确是填土水分不足之后便可以通过对填土部分范围加水亦或是复喷填土的方法合理提升成桩的品质；④结合工程设计标准严格控制下钻的深度，由监理人员基于实际情况科学设置停灰面的设计标准，并控制后续施工过程中的粉喷长度，一旦发现长度不达标的情况便需要进行强制钻机提升操作。

3 公路工程施工路基加固防护管理

3.1 质量检验

水泥粉喷桩加固施工结束后，需要及时开展质量检测作业，以此全面排除前置施工环节中留下的风险隐患，为后续的施工工序做好准备。其检测要求可以参考如下标准。首先，需要在施工全过程中落实对桩位的充分检查，定期对桩身的垂直度、水泥用量等进行检测，在发现问题的情况下需要及时与监理人员进行沟通，协商解决措施；其次，相关人员需要重视对每一根桩的质量检测，落实全施工过程的数据记录工作，严格控制喷灰量、桩长等各项指标。

本环节竣工后，可以利用静载试验检测法对工程质量进行分析。开展静载试验时，相关人员需要结合工程各项参数设置直径与重量皆适宜的圆形承压板，并将承压板放置于桩顶之上，而后通过千斤顶施加压力进行试验。这一过程中需要着重观测桩顶中心的沉降情况，同时科学评估单桩容许的承载力，分析其承载力是否符合本路段的交通运输车辆负载需求。

3.2 公路路基排水

一旦公路路基结构中存在大量积水，那么整体公路建设项目的进度与效率乃至最终效益都会有所下降。例如，在公路排水系统有所缺失的情况下，因降雨在路面形成的积水在渗透至路面下并无法及时排出后，便有可能造成路基松动、路面沉降、路面坍塌等事故。同理，在地下水无法被及时排出的情况下，路基的施工质量以及道路的运行质量也会受到影响。因此，实际工程中想要达成更高质量的公路路基养护效果，进而全面强化路基的强度，便需要贴合工程实际情况创建相对更完善的排水系统。可以选用渗沟排水、盲沟排水、深边沟排水、隔离层排水等措施，完善排水系统的主要原理在于在路基与排水系统之间构建相对统一的排水设施，以此及时将路基中的水分排出路基，保障路基的长远效益。

3.3 优化加固前期准备工作

首先，施工企业需要对参与公路路基加固作业的技术人员进行施工技能以及施工素养等方面的培养，落实阶段性的安全文明施工培训工作。以此为基础还需要明确参建人员责任范围，协调设计方、承建方与监理人员，进行技术交底。避免因工序衔接不当而引发的路基加固质量问题；

其次，需要做好安全检查工作。项目负责人应全面加强对路基加固技术以及各个施工环节的认知，并贴合不同的施工需要面向施工人员做好安全教育，定期对施工人员的劳动备品以及安全防护装置进行检查，在项目具体施工前，管理人员还需要对施工线路、防护标志的使用情况进行复核，落实以人为本的施工原则，在保障施工安全的基础上再强调施工的效率与质量。

4 结语

综上所述，为保障公路建设项目建设过程中以及建成后的质量与效益，公路建设企业以及相关学术领域的技术人员、学者应全面加强对多元化路基加固技术的应用与研究。同时在现场施工方面做好精细化的管理，保障施工全过程都处于相对稳定、高效率的状态之中，以此在保障公路项目施工进度与质量的基础上，最大程度地提升公路建设项目的经济收益与社会效益，助力相关企业的持续发展，借助更扎实的交通运输基础推动社会经济的不断进步。