公路工程施工中路基加固工藝研究

摘要：分析加固路基的必要性，以黃土路基加固處理為例，對(duì)加固路基的工藝流程進(jìn)行闡述，圍繞實(shí)例對(duì)加固技術(shù)展開討論，內(nèi)容主要涉及強(qiáng)夯加固、排水加固還有樁基加固等方面，以期文中內(nèi)容能給相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：路基加固；公路施工；處理技術(shù)

0" "引言

作為公路工程的基礎(chǔ)，路基對(duì)公路性能所產(chǎn)生的影響有目共睹，要想在滿足行車要求的前提下，盡量延長公路壽命，關(guān)鍵是要對(duì)路基進(jìn)行加固，通過提高路基穩(wěn)定性的方式，使公路質(zhì)量得到有力保障。現(xiàn)階段，可用于路基加固的技術(shù)較多，施工方應(yīng)立足實(shí)際，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇恰當(dāng)技術(shù)及工藝，確保加固施工最終呈現(xiàn)出的效果可達(dá)到客戶方預(yù)期。

1" "研究背景

國內(nèi)公路的路面主要分為水泥路面、瀝青混凝土路面兩種，其中，水泥路面壽命應(yīng)達(dá)到30年，瀝青路面壽命應(yīng)達(dá)到15年[1]。有關(guān)調(diào)查研究表明，多數(shù)公路投入使用數(shù)年后，便會(huì)出現(xiàn)翻漿、破損甚至是塌陷等病害，給人員出行造成不便。而導(dǎo)致以上病害出現(xiàn)的原因，主要是路基質(zhì)量未達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。而作為決定公路性能及壽命的重要構(gòu)件，路基極易被外界因素所影響，進(jìn)而出現(xiàn)質(zhì)量問題。對(duì)此利用既有技術(shù)及工藝，對(duì)路基進(jìn)行全方位加固，通過增強(qiáng)路基可靠性與穩(wěn)定性的方式，延長公路壽命。

2" "常用路基加固施工技術(shù)

現(xiàn)階段，路基加固技術(shù)在軟弱土地基加固施工中獲得較為廣泛的應(yīng)用，通過對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)的規(guī)范，可使路基加固取得預(yù)期效果。在具體施工中，要求相關(guān)人員做好現(xiàn)場(chǎng)管理與施工人員組織工作，并對(duì)路基加固技術(shù)進(jìn)行合理選擇。

在土壤置換施工中，可選用砂墊層良性土壤替換軟土層。在土質(zhì)改良施工中，則要求使用熱、電、力學(xué)技術(shù)手段，增加路基土的抗剪切能力，使土壤施工條件得到改善。

2.1" " 強(qiáng)夯加固

利用該項(xiàng)技術(shù)加固路基的步驟如下：

第一步，將重錘提升至指定高度。

第二步，開啟脫鉤或相關(guān)裝置，使重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，確保重錘能夠在自身質(zhì)量的作業(yè)下，快速下落至土層，并向土層施加一定作用力，由此達(dá)到加固路基的目的。

第三步，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程。

第四步，填平下方區(qū)域，如若測(cè)定結(jié)果顯示，經(jīng)過加固地基的穩(wěn)定性仍舊未能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，施工方應(yīng)重復(fù)以上操作，直至路基性能達(dá)標(biāo)[3]。

正式施工前，先要完成三項(xiàng)準(zhǔn)備工作：

一是檢查并清掃施工區(qū)域。

二是以現(xiàn)場(chǎng)情況為依據(jù)，確定重錘提升高度，保證加固效果理想。

三是將強(qiáng)夯機(jī)轉(zhuǎn)移至恰當(dāng)位置并作好施工準(zhǔn)備。如果施工期間，施工人員遇到突發(fā)情況，應(yīng)第一時(shí)間上報(bào)，切記不得隨意更改施工方案，以免給后續(xù)工作造成影響。

2.2" " 排水加固

該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在于能夠通過針對(duì)性加固的方式嚴(yán)格控制施工成本，為企業(yè)創(chuàng)造更加可觀的效益。合理運(yùn)用該技術(shù)，可使路基軟化或類似問題的發(fā)生率有效降低。

2.2.1" "地面排水

地面排水是指利用排水管、邊溝和急流槽等地面設(shè)施進(jìn)行排水。正式施工前，先要以公路情況為依據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可用的排水設(shè)施類型加以確定。

隨后制定相應(yīng)的施工方案，通過降低路基含水率的方式，避免土層軟化或類似問題出現(xiàn)，在加固路基基礎(chǔ)上下，使公路壽命得到延長。

2.2.2" "路面排水

路面排水可以簡單地理解為快速清除路面積水，以免由于路面積水過多，致使少量雨水透過路面縫隙到達(dá)路基深部，進(jìn)而給路基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

施工過程中，施工方應(yīng)嚴(yán)格控制路基橫坡、邊坡的坡度，確保邊坡的坡度略大于橫坡，二者相差2%左右，為路面排水創(chuàng)造良好條件。

2.3" " 機(jī)械碾壓

對(duì)路基進(jìn)行機(jī)械碾壓加固時(shí)，通常要用到壓路機(jī)。要求施工人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行合理運(yùn)用，通過壓實(shí)路基的方式，達(dá)到加固的目的。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是操作難度低，二是實(shí)用性強(qiáng)，三是加固效果理想。要想使其優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮，關(guān)鍵要做到以下幾點(diǎn)：

第一，嚴(yán)格按照配合比拌制混合料，運(yùn)輸期間時(shí)刻關(guān)注混合料情況，避免出現(xiàn)離析或其他問題。

第二，攤鋪時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注攤鋪層厚度是否符合設(shè)計(jì)要求，各部位厚度是否相同 [4]。

第三，以路基情況為依據(jù)，對(duì)碾壓方式進(jìn)行選擇，若施工方由外到內(nèi)進(jìn)行碾壓，要先確定路基最低點(diǎn)，再從最低點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行碾壓。

第四，借助工具測(cè)定路面含水率，如果路面過于干燥，則要先灑水加濕，待土體含水率達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，再完成后續(xù)施工。第五，在施工現(xiàn)場(chǎng)指定位置設(shè)立警示牌，提前組織施工人員參與安全培訓(xùn)，在保證自身安全的前提下提高施工效率。

2.4" " 樁基加固

作為路基加固常用技術(shù)，樁基加固往往能夠取得良好的效果，考慮到公路施工所用樁基類型并不固定，施工期間，施工方先要確定樁基類型，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況、樁基特點(diǎn)，對(duì)加固方案進(jìn)行選擇。現(xiàn)階段，實(shí)證有效的樁基加固技術(shù)有兩種，分別是生石灰樁加固、碎石樁加固，二者所適用場(chǎng)景有所不同，只有做到因地制宜，才能達(dá)到加固路基的效果。

2.4.1" "生石灰樁加固

該項(xiàng)技術(shù)的原理是充分利用生石灰不易溶解和水化反應(yīng)等特性，吸收路基土層內(nèi)部水分，使土層含水率降低。水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一定量的熟石灰，熟石灰同樣能夠改善軟土層性能，達(dá)到加固的目的。

2.4.2" "碎石樁加固

該項(xiàng)技術(shù)具有操作便捷、成樁質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，合理運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，通常能夠取得事半功倍的效果。施工期間，施工方應(yīng)以地基厚度為依據(jù)，對(duì)施工范圍加以確定，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將碎石樁排列成梅花形、方形或是其他形狀，使地基應(yīng)力得到均勻分布。前期準(zhǔn)備階段，施工人員應(yīng)提前在地基頂部鋪設(shè)碎石墊層，此舉一方面能夠保證工程結(jié)構(gòu)完整且均勻，另一方面能夠保證最終呈現(xiàn)出的效果達(dá)到預(yù)期。

2.5" " 更換土質(zhì)

隨著時(shí)間的推移，外界因素給公路帶來的影響將變得更加顯著，例如，新建引水設(shè)施或池塘，會(huì)使路基濕度增大。隨著周圍土壤硬度下降，路基將出現(xiàn)松動(dòng)或其他問題，導(dǎo)致公路使用率無法達(dá)到預(yù)期。對(duì)此施工方應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)情況為依據(jù)，通過更換土質(zhì)的方式，使路基硬度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如用礦渣、礦石等高硬度土壤替代原有土壤，增強(qiáng)地基土質(zhì)所具有穩(wěn)定性。此施工工藝要點(diǎn)如下：

首先，將地基周圍土層挖除，填入性能穩(wěn)定且耐腐蝕能力良好的土壤，通過打造全新土層結(jié)構(gòu)的方式，達(dá)到加固路基的目的。

其次，填充結(jié)束后，盡快壓實(shí)土壤并排出土壤水分，使新舊土層充分結(jié)合，降低氣候變化給土壤性能產(chǎn)生的影響，避免由于新舊土層間存在物理反應(yīng)，致使路基沉降。

最后，處理土層周圍暗塘和暗溝，以免暗塘、暗溝影響路基土層，確保加固效果達(dá)到預(yù)期。

2.6" " 深層攪拌加固

深層攪拌是指先按照一定比例，對(duì)水泥、石灰進(jìn)行充分混合，再將混合物勻速注入路基土層，借助專業(yè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行攪拌，進(jìn)而達(dá)到加固路基的目的。對(duì)該技術(shù)加以運(yùn)用時(shí)，施工方應(yīng)將重心放在制備材料上。要以行業(yè)規(guī)定為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況、設(shè)計(jì)方案所提出要求，對(duì)配合比加以確定，以免由于配合比不科學(xué)，導(dǎo)致混合料無法起到加固路基的作用，影響后續(xù)工作的開展。

3" "路基加固施工要點(diǎn)

3.1" " 工程概況

甘肅隴東高速公路某段與河谷階地平行，公路兩側(cè)分別是河谷階地及黃土塬區(qū)，屬于典型的填挖交界段。建設(shè)該段公路時(shí)，設(shè)計(jì)方將行車速度定為120km/h，對(duì)應(yīng)路基寬度在24m左右，通車至今已有近9年時(shí)間。對(duì)經(jīng)過該路段的車輛進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貨車占比僅在22%左右，而重載車占比相對(duì)較高。

考慮到該路段是橫向填挖路段，受重載車所施加作用力影響，路基已出現(xiàn)明顯沉降，最深處約為12cm，行車道和超車道間所出現(xiàn)裂縫的寬度在3cm左右嚴(yán)重影響車輛通行，鑒于此工方?jīng)Q定對(duì)路基進(jìn)行加固。

3.2" " 施工流程

對(duì)公路病害的原因進(jìn)行分析可知，路基填料的結(jié)構(gòu)較為松散，致使路基在長期使用過程中自身穩(wěn)定性與強(qiáng)度明顯降低，難以滿足道路行車要求。加之車輛荷載較大，相關(guān)人員未能采取加固技術(shù)對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)與加固，使得公路病害問題較為嚴(yán)重。

設(shè)計(jì)方以現(xiàn)場(chǎng)情況為依據(jù)，制定了相應(yīng)的加固方案，要求施工人員嚴(yán)格按照以下流程開展路基加固作業(yè)。加固方案如圖1所示。

3.3" " 前期準(zhǔn)備

前期準(zhǔn)備是路基加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。施工人員在公路項(xiàng)目中，需要充分做好施工現(xiàn)場(chǎng)勘查，在此基礎(chǔ)上制定施工技術(shù)準(zhǔn)備方案，為后期工作有序開展奠基。具體工作包括四方面：

一是對(duì)參與施工的人員信息進(jìn)行整理，做好安全文明施工培訓(xùn)。同時(shí)明確參建人員責(zé)任范圍，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方、承建方與監(jiān)理人員，進(jìn)行技術(shù)交底。

二是對(duì)施工機(jī)械的型號(hào)與使用性能進(jìn)行仔細(xì)檢查，必要情況下，對(duì)機(jī)械開展試運(yùn)行操作，確保機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)良好，與施工合同要求高度一致。如果在試運(yùn)行過程，有關(guān)人員發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

三是管理人員需要參考公路工程施工標(biāo)準(zhǔn)，以行業(yè)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工所用的材料進(jìn)行檢查，明確材料數(shù)量、規(guī)格與質(zhì)量是否達(dá)到合同要求。材料合格后，方可按照計(jì)劃入場(chǎng)，以此提升項(xiàng)目施工質(zhì)量，避免留下安全隱患。

四是做好安全檢查。要求項(xiàng)目負(fù)責(zé)人了解路基加固技術(shù)要點(diǎn)，并做好施工人員安全教育，對(duì)施工人員的勞動(dòng)備品進(jìn)行查驗(yàn)，重點(diǎn)了解備品是否完整，確保施工人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全。在項(xiàng)目具體施工前，管理人員還需要對(duì)施工線路、防護(hù)標(biāo)志的使用情況進(jìn)行復(fù)核，并對(duì)安全防護(hù)用具進(jìn)行重點(diǎn)檢查，如安全帽佩戴情況、對(duì)講機(jī)性能與安全繩索配備情況。

3.4" " 現(xiàn)場(chǎng)施工

對(duì)具體施工技術(shù)進(jìn)行落實(shí)是路基加固的重點(diǎn)和難點(diǎn)，施工單位需要做好關(guān)鍵技術(shù)落實(shí)工作。要求相關(guān)人員對(duì)加固處理技術(shù)進(jìn)行剖析，并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)措施的應(yīng)用流程進(jìn)行優(yōu)化，分析技術(shù)要點(diǎn)，使加固施工效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。施工人員應(yīng)當(dāng)在最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)下，對(duì)主要機(jī)械設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，確保機(jī)械設(shè)備使用性能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。在試驗(yàn)中，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在嚴(yán)重質(zhì)量問題，應(yīng)立即對(duì)其做出更換處理，確保現(xiàn)場(chǎng)施工安全穩(wěn)定。

在施工技術(shù)管理中，要求相關(guān)人員對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格管控，對(duì)材料采購、保管、入場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范，并根據(jù)施工技術(shù)要求，對(duì)材料性能、規(guī)格進(jìn)行復(fù)核。在施工技術(shù)方案落實(shí)中，要求現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)重點(diǎn)施工區(qū)域進(jìn)行管控，對(duì)施工區(qū)域存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行全面分析。當(dāng)項(xiàng)目施工遇到極端天氣，如暴雨、極端嚴(yán)寒或高溫時(shí)，需要做好施工人員防護(hù)，確保施工技術(shù)方案貫徹落實(shí)。

4" "結(jié)語

綜上，作為公路施工的關(guān)鍵一環(huán)，路基施工往往決定了公路工程的質(zhì)量及壽命，施工方應(yīng)對(duì)該項(xiàng)工作引起重視，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況、項(xiàng)目要求，確定加固路基的方案和技術(shù)，利用不同工藝對(duì)路基進(jìn)行全方位加固，盡量提高路基所具有堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性，在保證公路性能的前提下，最大程度延長其壽命，從而創(chuàng)造更加可觀的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

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