公路工程施工中路基加固处理

0 引言

在公路工程施工过程中，路基加固是一项首要的施工内容。路基在天然状态下也会呈现出松散的结构，并不具备良好的整体稳定性，其承载力也难以达到公路工程的实际应用需求。相关单位需要通过科学合理的方式来进行路基的加固处理，以此来实现路基填实度的进一步增加，大幅度提升其承载力和稳定性，充分满足路基的使用功能[1]。

1 工程概况

本次所研究的是某公路工程的路基试验段施工，该施工段的长度是1000m，起始桩号为K1+000，终止桩号是K2+000。通过已有的施工现场地质资料以及现场实地勘察发现，在该试验段中，其路基土质属于湿陷性黄土。现场土体十分松软，土体中的水分含量较大，整体承载力不足，且部分区域内存在不均匀沉降问题。为有效提升整体路基的承载力，实现路基稳定性的良好保障，需采取合理的加固措施来进行现场的路基处理。基于此，在本次工程设计阶段，建设单位与设计单位对目前常用的几种公路工程路基加固技术进行了对比分析，然后结合本次工程现场的实际情况，进行了加固处理技术的合理选择。

2 公路工程路基加固处理技术对比选择

为实现本次公路工程项目中软土路基的有效加固，相关单位对几种常见的加固技术进行了对比分析，以此来实现路基加固技术的合理选择。具体分析如下：

2.1 几种典型的路基加固处理技术

2.1.1 注浆处理技术

在对公路工程中的路基进行加固处理时，注浆处理技术是一种常见的技术形式。就目前的公路工程路基施工来看，应用到其中的注浆法主要包括渗透注浆法、劈裂注浆法、压密注浆法以及喷射注浆法等。其中，渗透注浆法的主要原理是借助于强大的压力让浆液渗透进入到地层缝隙内，而在地层缝隙中，随着注浆压力的不断增加，浆液的注入面积也将会不断扩大，最终让地层缝隙达到良好的填充效果，以此来达到满意的路基加固质量。劈裂加固法主要是通过压力施加的方式将土层强度以及应力影响克服，以此来实现土层结构的改变，让原来存在于地层内部的缝隙得以有效扩大，实现大量浆液的注入，通过这样的方式，便可实现注浆距离的有效提升，以此来达到良好的注浆加固效果[2]。喷射注浆主要通过钻孔的形式，将水泥浆液用注浆管注入到地层中，以此来达到良好的加固效果。压密注浆法是借助于钻孔的形式将浓度很高的浆液压注进地层内部，让浆液对压入位置进行挤压，使其形成一定的空间，进而对其附近土层施加相应的压力，最终让局部地层隆起，达到良好的加固效果。

在通过注浆加固技术进行公路工程的地基加固过程中，为有效确保加固质量，施工单位需要在以下的两个方面做好其技术控制。首先是做好注浆压力控制，具体注浆中，伴随着地层中的浆液积累及其流动，水泥颗粒将会渐渐沉淀，进而实现浆液流动阻力的不断提升，在这样的情况下，如果依然不断提高注浆压力，便会导致浆液始终处于流动状态，不利于凝固。第二是控制好注浆量，在填筑处理工作完成之后，需要将浆液注入到存在的暗孔中，但是其注浆流量应该适当减小，这样才能够让注浆压力得到良好控制，以此来确保注浆加固效果，满足公路工程路基的实际建设需求。

2.1.2 加固桩基处理技术

在进行公路工程的路基加固施工中，加固桩处理技术也是一种典型且有效的技术形式。该技术的主要应用原理是借助于相应的机械设备来进行路基钻孔处理，然后将固料加入到钻出的孔洞内，以此来实现加固桩的形成；而大量的加固桩将会和公路工程路基土层之间共同形成足够稳定的地基，以此来实现公路路基承重能力的显著提升。就目前来看，应用到公路工程路基加固中的主要加固桩基处理方式有三种，第一是碎石桩，具体应用中，其主要的桩基模式为振冲碎石桩，这种桩基不仅具有非常简单的注桩过程，且成桩率也非常高。具体施工中，为有效确保其施工质量，施工单位需要根据现场的施工土体来进行桩体应力控制，通常情况下，桩体应力一定要超过土体施工应力的4倍。而碎石桩的具体长度则需要根据施工土层的具体厚度来加以科学确定。第二是挤密砂桩，此类基桩主要是将混合料注入到地基孔内，然后施压冲击，以此来实现密实的砂桩形成，达到良好的加固处理效果。第三是生石灰桩，在对此类桩基进行浇筑的过程中，需要将大小为3-4cm的生石灰块放置在软土地基桩孔内部。在投入应用之后，生石灰块便会将地层孔隙内的水分吸收，以此来实现公路路基地层中含水量的有效降低；同时，这一过程也会伴随着大量热量的释放，进而实现整体地基土质以及土层框架的进一步优化，让土体强度得以有效提升，进而达到良好的路基加固效果[3]。

2.1.3 机械碾压处理技术

在对公路工程中的路基进行加固处理时，机械碾压处理技术也是一种非常有效的技术形式。这种处理方法十分直接，其主要原理就是借助于压路机以及推土机等的重型机械设备在公路路基上来回开动，从而一遍遍地将路基压实，使其整体强度与稳定性得以有效提升。但是由于此项技术会被环境因素所影响。如果路基土层中的含水量较低，结合水膜便会出现在其土粒表层中，如果土层此时具有很小的干密度，伴随着土层内的水分含量提升，水膜的厚度也会不断变大，当土层中的含水量到达一定极限时，土粒孔隙内便会被自由水充满，进而影响到加固效果。同时，如果土层内的多余水分不能及时被排出，也会导致孔隙水压升高，从而降低加固效果。

2.1.4 强夯处理技术

在公路工程的路基加固中，强夯法也是一种常见的施工方法，此种方法又叫做动力压实法以及动力固结法，在公路工程中的大面积路基加固处理中十分适用。该方法的主要应用原理是借助于夯锤对公路工程的路基土体进行夯实加固，夯实工作可重复进行，夯实次数需根据实际而定，一直到土体强度及其承载力满足公路路基实际需求为止。在通过该技术进行路基加固处理的过程中，首先需要通过试夯的方式来实现施工参数的科学确定，及时对不合理的位置加以改善，以此来确保强夯处理技术应用效果。具体强夯中，应先做好施工场地的处理，让路基表面足够平整，再将需要夯实的位置标明，然后根据标注好的夯实位置进行强夯施工[4]。强夯过程中，若出现了弹簧情况，则需要立即停止强夯施工，明确具体情况，然后根据实际情况来进行科学处理，一直到现场实际与施工需求相符为止。

2.2 路基加固技术对比选择

通过上述几种典型路基加固处理技术的分析发现，每一种处理技术都具有独特的特征。其中，注浆处理技术虽然具有非常好的加固效果，但是施工中对于技术和设备的要求都比较高，且需要花费较高的应用成本；加固桩处理技术需要应用到大量的施工材料，对于技术设备方面也具有较高要求，因此其施工成本也比较大；机械碾压处理技术虽然可以在施工材料方面实现成本的节约，但是此项技术所受到的环境影响很大，施工中的质量很难得到有效控制，对于技术方面的要求非常高。相比较其他几种加固处理技术而言，强夯处理技术无论是在技术、设备方面还是在材料方面，都没有过高的要求。但是因为强夯加固处理技术的作用有限，所以只能够在地质条件相对简单的公路路基处理中适用。如果施工现场的地质条件比较复杂，此项技术可能难以达到满意的处理效果。

通过上述的工程概况分析可知，本次公路工程项目的施工区域虽然属于软土地基，但是其土层组成和结构都十分简单，仅仅为湿陷性黄土，并不存在其他形式的土层。在这样的情况下，上述的四种常用路基加固处理技术在本次工程中都适用。基于此，出于施工的便捷性、技术设备的简单性以及施工成本等各个方面的综合考虑，本次工程中决定通过强夯处理技术来进行路基的加固处理。图1是本次路基加固处理中的强夯施工技术流程图。

图1 本次路基加固处理中的强夯施工技术流程图

3 公路工程施工中的路基加固处理技术具体应用分析

3.1 设备选择

因本次工程的施工现场具有比较复杂的地形条件，且交通也不够便利，所以在具体的设备选择中，考虑到这些情况，决定选用能够匹配强夯能级设计值的履带式起重机。夯锤选择的是圆形夯锤，其直径是2.3m，底面积是4.16m2，重量是15t。具体施工中，其提升高度设计为10m，按照夯锤实际的底面积，在锤上贯穿出了4个排气孔，其排布情况十分均匀。对于自动脱钩装置，其耐久性和强度都需要与实际施工要求相符，且操作也应该足够方便，考虑到上述需求，本次选用的是门夹。

3.2 现场布置

根据上文所述，在通过强夯法进行路基加固处理的过程中，其施工场地应保持平整，不可存在杂物。基于此，在本次施工之前，施工单位先按照开始夯击的实际标高要求，对场地进行了挖平处理，并将腐殖土和杂物清理干净，土层的整体清理厚度在30cm以上。同时需要将路基内的管线设施清除，以此来防止强夯效果受到不良影响。为了让施工机械具有良好的通过性，本次施工中也进行了必要的临时行车道修建，这样便可让施工机械可以及时被运输到施工现场。为了让施工过程中的飞石和灰尘等得以有效控制，尽最大限度降低施工给周边环境带来的污染，特在施工现场进行了洒水装置的配置，以便施工中洒水的及时性，达到良好的防尘降尘效果。另外，为实现施工安全的良好保障，本次施工中，所有吊车玻璃上都进行了防护网的安装，以此来有效避免夯击过程中飞石外溅所导致的安全事故。

3.3 加固处理

按照施工现场的相关资料、路基加固用途、变形以及承载力等方面的实际要求，在对本次夯击施工参数进行初步设计的过程中，将强夯能级设计为1500kN·m，将夯点位置的连续夯击次数设计为14-18次，将强夯遍数设计为3遍。按照本次工程的具体设计，在施工现场进行夯前测量的过程中，第一遍夯点位置线的偏差需要控制在50mm之内，夯点应排布成梅花型，夯锤边距应控制在0.5m。

加固处理中，强夯机首先需按照设计好的点位完成就位，然后将夯锤起吊到设计好的夯点位置，并对夯锤进行顶部标高的测量，在夯锤起吊到规定的高度之后，便会自动下落到夯击点上，夯击中，夯锤和夯点之间的中心偏差应控制在0.1m以内，接下来在对夯锤的顶部标高进行测量。通过这样的反复夯锤起落以及顶部标高测量来进行连续夯击，一直夯击到规定的夯击次数、且夯点位置的夯沉量达到控制指标，这个夯击点的夯击才得以完成。在完成了一个夯点的夯击工作之后，需要将夯锤移动至下个夯点，然后继续按照上述方法进行夯击，一直到第一遍夯击全部完成为止。在第一遍夯击工作完成之后，施工单位需要对施工场地做好平整处理，并做好标高测量，然后停歇21d，再按照上述方法进行第二遍的夯击施工；完成第二遍夯击之后，需做同样的处理并停歇同样的天数之后再进行第三次夯击施工。在根据实际设计要求完成了所有的夯击施工遍数之后，需通过满夯的方式将路基拍平，并做好场地平整与标高测量工作，最后对夯沉量做好记录。

3.4 质量检测与分析

在完成了强夯加固处理施工之后，本次工程中的路基土体承载力得到了良好改善。为进一步明确本次强夯加固处理的具体效果，在完成最后一遍强夯处理21d之后，特通过原位试验法以及浅层平板试验法进行了强夯施工效果的检测。

首先是原位试验检测，具体检测中，按照本次工程的里程桩号，通过直接插入法进行3个检测点位的选取，对于每一个点位，都按照1.0m、2.5m、4.0m以及5.0m的深度对其强夯处理之前以及强夯处理之后的情况进行了贯入试验。表1是本次路基强夯加固处理效果的贯入试验检测结果。

表1 本次路基强夯加固处理效果的贯入试验检测结果

通过试验检测结果可知，在经过强夯处理之后，本次公路工程地基的贯入次数在11-16次之间，相比较强夯处理之前的5-9次而言，其贯入次数实现了有效提升；而标准贯入次数是控制在11次及以上，由此可见，本次强夯加固处理之后的路基贯入度已经完全符合工程实际要求。在通过本次的强夯加固处理之后，该公路工程的路基土体强度及其密实度都得到了显著提升，且强夯深度也与本次工程的实际深度要求（5m）相符，可见本次强夯处理起到了非常好的路基加固效果。

其次是平板试验检测，具体检测中，通过直线插入法，对该试验路段中的3个试验点浅层进行了平板试验，试验中主要对地基承载力特征值进行检测，以此来实现强夯加固处理之后的地基承载力确定。表2是本次路基强夯加固处理之后的平板试验检测情况。

表2 本次路基强夯加固处理之后的平板试验检测情况

通过上述试验检测结果可知，在进行了强夯加固处理之后，本次公路路基的承载力特征值均超过了设计要求（150kPa），说明本次强夯加固处理使得该公路路基的承载能力得到了有效改善，已经完全符合设计要求。由此可见，本次强夯加固处理技术所收获的效果十分良好，经处理之后，让原来的路基得到了有效加固。

4 结束语

综上所述，在公路工程的建设施工中，路基加固处理是一个至关重要的环节。因此，相关单位一定要对目前比较典型常用的公路路基加固处理技术加以深入了解，明确各种加固处理技术的适用范围，然后根据实际的工程概况与施工要求，对加固处理技术加以合理选择，然后按照规范将其应用到路基加固处理中，做好各项技术与参数控制，并做好加固效果检验测试。通过这样的方式，便可让公路工程路基加固处理效果得以良好保障，尽最大限度确保公路交通运输质量与安全，以此来促进我国公路工程的良好建设、应用与发展。