公路工程施工中路基加固处理技术运用分析

2023-10-24吕兴国

运输经理世界 2023年20期

吕兴国

（甘肃省交通投资管理有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

在公路工程施工中，路基结构的稳定性直接关系到公路工程的施工质量。因此，施工人员要根据实际情况，选择适当的路基加固处理技术和技术，从根本上确保公路工程路基的施工质量。在公路工程路基施工过程中，外界因素复杂多样，若路基缺少支撑能力，在反复的荷载作用下，会对路基整体结构及质量造成威胁。因此，要保证行车舒适度，必须提高路基的力学性能。在公路工程项目施工过程中，要有效运用路基加固技术，以确保路基的稳定性，为日后公路工程的使用奠定良好的基础。

1 公路工程施工中路基加固处理技术运用的必要性

在公路工程施工中，部分天然路基填料的结构较为薄弱，公路的运营稳定性无法得到保障。例如，在软弱路基上施工，后期使用中路面塌陷容易发生，会给群众的生命和财产安全带来巨大的威胁。因此，引入路基加固处理技术至关重要，可以提高整体路基路面的承载强度。通常，路基加固主要是利用人工边坡、天然边坡等技术，确保公路的整体载荷强度，并减少温度变化对公路边坡稳定性的影响[1]。此外，对于软弱路基，由于其存在结构、强度、稳定性等方面的缺陷，因此需要采取针对性的加固措施对其进行加固处理，以满足公路交通实际需求，保证公路的使用安全性[2]。

2 公路工程施工中路基加固处理技术分析

2.1 机械碾压技术

在公路工程路基处理中，最常用的一种路基加固方法就是机械碾压技术，其工作原理是压实填土，该方式能够对杂填土、非饱和黏性土等路基进行有效处理。在机械碾压技术中，要充分利用推土机、压路机等施工设备，特别是对于松散的路基，要通过碾压机进行有效的加固、密实，从而提高路基的强度和稳定性，防止路基在行车荷载作用下产生沉降。

在机械碾压施工中，要注意如下几个方面：

第一，要加强对拌和料运输和摊铺施工的管理，按照“松铺厚度=设计厚度×压实系数”计算稳定层松铺厚度，确保稳定层的松铺厚度满足规范要求。

第二，确定松铺厚度之后，要采用碾压法加强路基强度，其间要注意碾压次序，对路基两侧进行3～4次的碾压，再对路基中部进行碾压。

第三，对于路堤的加固，如果采取由外向里的碾压方法，则应该先对路堤底部进行强化，再进行逐层压实。

第四，对于表层较干燥的路堤，必须先洒水润湿，使其水分含量达到最佳值方可进行压实。

2.2 强夯技术

在公路路基加固处理中，使用强夯技术能有效地提高软弱路基的承载能力，其主要是利用大质量夯锤，使其从较高处自由落下，对软弱路基产生冲击和振动，从而将路基土打得密实，降低路基土壤的压缩性，对路基进行加固[3]。

在具体实践中，想强化公路路基加固处理效果，需要做到以下几点：

第一，做好现场的清理工作，标记夯点位置，并测量场地的高程。

第二，夯击前测好锤头顶端的高度，注意吊车的布置，并将夯锤安放在夯点处。

第三，用吊车将夯锤提升到事先设置好的高度，让夯锤自由下降，随之测量夯锤顶部的高程。

第四，采用推土机对夯坑进行回填，第一次夯击处理完毕后，要增加夯击次数，并采用适当的减夯方法，使夯坑变得更坚固。特别注意的是，夯击施工时，施工人员必须严格按设计要求对进行夯坑回填、加固。

2.3 填隙碎石技术

顾名思义，填隙碎石技术是指将稳定性差的土壤用更稳定的材料代替，以有效提高路基稳定性。填隙碎石施工主要有两种方式，一种是湿法，另一种是干法。湿法是指将湿填料填入路基孔隙，配合碾压施工等方式，进行路基加固。干法是指先铺上水泥，再用石灰、碎石等材料，在水泥表面铺上一层保护层，起到保护作用。此种施工技术适用于黏土路基和湿化路基情况，该方式可保证铺装层的稳定性[4]。

2.4 排水固结处理技术

排水固结处理技术主要是通过排水措施，起到路基加固的目的，其中排水管道和加压道是关键要素。在具体施工中，主要是在软弱路基上设置排水设施，科学地调整排水系统的压力，慢慢地排出土壤中多余的水分，从而有效降低软土的孔隙率，改善土质。然而，这种方法也存在一定的局限性，不适用于渗透性较低的泥炭质软土[5]。

2.5 现浇混凝土管桩压入施工

在现浇混凝土管桩压入施工过程中，施工人员需要对施工过程中的压力和其他技术参数进行详细记录，并对出现的异常现象进行及时汇报，以便于采取相应措施纠偏。同时，为确保压桩质量，应对最后的压力进行严格控制。观察上一段沉桩的变形是否接近于零，使用油压表明确下一段的压力是否稳定在所需的状态。若出现浮机情况，需检查卸载时的桩体有无明显反弹，卸载后剩余沉降是否控制在20～30mm之间。

此外，在土壤厚度不均匀的情况下，不能按相邻已压桩的长度进行打桩，以避免剩余桩数过多、进桩过深等情况。在桩身压到接近平地时，应留意压力表上的压差，并与相邻桩身平地上的压力值进行对比，若差异不大，可参考相邻桩身长度进行配桩。当测得值较大且低于相邻桩时，则应考虑接桩长度大于相邻桩长度；当测得值大于相邻桩号时，应采用较短桩号。

同时，需要考虑桩尖密封状况对其承载力的影响，预应力管桩一般采用封闭的十字形桩头，在现场施工时，将其与桩端板进行焊接，密封状况难以控制。在桩穿插过程中，由于受力改变，桩端在穿插过程中容易产生裂缝和渗水现象。其中，端面的承力层会因受地下水的浸润而发生软化。因此，在挖土时，应注意挖土方法，避免机械的运转导致未开挖之土向已开挖方向发生蠕变，对管桩构成单侧压力。为此，应强化施工过程中对基坑土体位移的监测，并由专人负责基坑集水排水工作，合理控制开挖分层厚度，为防止与桩体发生机械碰撞，可在桩周边30～50mm 范围内进行人工开挖。

2.6 挤密桩加固

挤密桩加固主要有砂桩、石灰桩、碎石桩等类型，能够起到以下作用：一是“置换作用”，即以更强的桩身取代原有软弱土层，从而提高地基强度。二是“挤密作用”，成桩时会对桩周土产生压力，从而提高其强度。三是加快排水作用，即桩通过缩短基础土的排水和渗流路径，加快基础土固结，从而提高基础承载力（见图1）。

图1 挤密桩加固技术

砂桩法适用于地基中含有大量杂填土或松砂地层的加固，具体实施方法如下：在加固路基中进行打孔，将砂灌入孔内，使其形成砂桩，并与路基土紧密镶嵌，共同构成复合型地基[6]。其中，砂桩的布置要考虑到路基应力的扩散效应，严格控制其直径、间距，桩径一般为20～30cm，砂桩设置成梅花形，桩距一般为直径的3～5 倍。

部分路基的承载能力较低，处理难度较大，这种情况下主要采用石灰桩（见图2）。生石灰具有膨胀、吸水、离子交换、发热的特性，可改善路基土的内部性质，增强桩体硬度，缓解周边路基土松散向两侧偏移的问题。石灰桩施工原理与砂桩一样，先在钻孔中灌注石灰，再通过搅拌、压实等操作，使之与基础土体紧密结合，形成复合基础。在具体施工中，要做好石灰和水的配制工作，使石灰与外界空气充分接触，以提高初期成桩的强度。此外，生石灰要使用新鲜灰块，且要密闭储存。

图2 石灰桩挤密桩加固

振动冲击碎石桩是一种具有较高成桩质量的加固方法。同时，该加固技术操作十分简便，在高速公路路基加固中应用较广。这项加固技术的原理主要是利用振动和冲击力使石料下沉并形成桩，进而提高路基强度。在实际施工中应根据公路路基的具体情况，合理振冲并排布碎石桩，在增强公路路基强度的同时，优化路基应力分布情况。

3 公路工程施工中路基加固处理技术运用建议

3.1 健全施工管理制度

随着国家经济的持续发展，国家城镇化建设速度也越来越快，而高速公路建设是国家城镇化发展的重要保障，因此需要有效提升道路建设质量。其中，路基施工是公路工程的关键环节，必须对路基加固技术有充分的掌握。路基加固处理技术较多，在具体的施工过程中，必须以实际施工状况为依据，合理选择针对性的加固技术，并构建一套健全的施工质量管理制度，持续地对整个工程施工过程展开全方位的控制与管理。

除此之外，建设单位要对各种资源进行合理配置，并强化对施工人员的技能培训，使其意识到路基加固处理的重要性，提高施工人员的整体素质。同时，施工单位要制订严格的岗位责任管理制度，将具体的施工责任落实到个人，增强施工人员工作的责任意识，以保证施工质量。此外，需加强对建筑材料的质量监督，建立健全材料管理制度，为路基加固施工单的顺利开展奠定基础。

3.2 注重保护公路路基

在公路工程施工中，还需要考虑环境条件对路基的影响，特别是环境温度、雨水等因素，尤其是雨水冲刷，会影响公路路基结构的稳定性，缩减其使用寿命。因此，对公路路基的防护也尤为重要。具体包括路基防护、边坡防护等，需要结合周围环境情况，制订总体防护方案，以保证公路路基施工质量，保证公路后期运营的安全性。

3.3 强化公路排水工程

在公路路基施工中，排水系统也至关重要。水侵蚀导致的路基病害问题不在少数，因此为确保高速公路安全运行，延长公路使用寿命，必须进一步完善路基排水体系，有效保证排水效果。为此，需要结合多方面因素优化排水设计，加强对材料的管控，同时在施工过程中加强对排水系统施工质量的管控，切实保障公路路基排水系统施工效果[7]。