复合地基技术用于高速公路软基处理的实践探究

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摘要：软基地质是高速公路施工常见的地质类型，需要运用特殊的地基处理技术来提高地基稳定性。本文基于软地基特点，介绍了一种新型复合地基处理技术，使得软基施工质量得到明显提升，并取得了突出的效益。

Abstract： Soft foundation geology is a common geological type of highway construction. It is needed to use special ground treatment technology to improve the stability of the foundation. Based on the characteristics of soft foundation， this paper introduces a new type of composite foundation treatment technology， makes the construction quality of soft foundation has been significantly improved， and has achieved outstanding results.

关键词：复合地基技术；高速公路；软基处理

Key words： composite foundation technology；highway；soft foundation treatment

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）20-0096-03

0 引言

在经济发展的过程当中，高速公路的重要性愈加的突出，高速公路的建设规模也越来越大，在施工建设的过程当中所遇到的地质类型越来越复杂，其中软基作为一种处理较为困难的地形，一旦处理不好，对于高速公路的施工质量以及使用都会造成极大的影响，使得高速公路的使用寿命下降。而复合地基技术作为一种新型的施工技术，在现阶段的高速公路软基处理过程当中得到了广泛应用，并取得了较为显著的成绩，使得高速公路的软基处理质量得到了明显提升，有效提升了高速公路的施工质量。

1 软基处理技术对于高速公路施工的重要性

在高速公路项目的建设施工过程当中，大部分的高速公路跨度较大，且呈现出带状的分布，这就使得高速公路项目需要在不同的地质环境当中进行建设施工，而不同地质环境当中所面对的施工难度也不同，因此，高速公路施工的过程中遇到软基的现象屡见不鲜。由于软基土质较软，如果相关的建设施工单位不做好有效的处理工作，采取科学合理的应对措施，就会导致高速公路出现沉降不均匀的现象，更为严重之时会导致高速公路出现塌陷，引发严重的交通事故，同时，也会给相关的施工企业带来经济损失。这就要求，在进行高速公路施工之时，相关的建设施工企业无论是基于高速公路施工质量考虑，还是从自身的利益出发，都必须要采取合理的处理技术，加强对软基的处理，并且，在处理的过程中，一定要结合所遇软基的实际类型，有针对性的采取处理技术，从而在最大程度上提升软基的施工质量，确保高速公路施工的质量安全。

2 复合地基处理技术的概述

在高速公路施工的过程当中，对软基进行处理之时，经常会按照一定的间距以及分布在软土层当中进行打桩作业，从而形成“复合土层”，由众多复合土层构成的地基就是符合地基。相对于天然性的地基而言，复合地基在应用中的实质在于实现了桩和土的有机结合，实现了荷载的共同分担，这一技术比单纯的由状体承载荷载更具经济性。一般而言，复合地基处理技术在实际的应用过程当中，能够构成复合地基桩体的桩柱有很多的种类，例如，碎石桩、深层搅拌桩、挤密砂桩、石灰桩以及土桩等类型，按照桩体自身的强度可以划分成为柔性桩以及半刚性桩等，其中，碎石桩以及砂桩等都可以归纳到柔性桩的类别当中，柔性桩在成型的过程当中往往需要桩周边地基土体的支撑，因此，在实际的施工中，制桩需要满足相应的强度条件，并在外侧安置相应的保护装；半刚性桩处于柔性桩和刚性桩之间，包括深层搅拌桩等，在实际的制作过程中，需要将适量的水泥或者石灰融入到制作环节，并且与柔性桩不同，在实际的施工中，半刚性桩并不需要在外侧添加相应的保护桩。在选择复合地基桩柱种类的过程当中，应当根据工程项目施工所遇到软土的实际情况，以及项目对于软基处理的相关要求，从经济性着手，有针对性地选择桩柱类型。

3 复合地基处理技术在高速公路软基施工中的有效应用

3.1 适用路段及技术要求

在高速公路的施工过程当中，对于地基变形的控制往往有着十分严格的要求，一般而言，高速公路在使用期间之内，路堤在施工完成之后沉降的范围需要控制在0到30cm之间，路桥搭接区域的沉降不能够高于10cm，而涵洞和道路则不能够超过20cm。在具体的施工过程中，地基处理加固的费用在总投资中所占的比例较大，往往会在三分之一甚至以上的范围内，因此，在实际的施工中，需要选择较为经济性以及有效性的地基处理技术。就现阶段的复合地基处理技术而言，在具体实施的过程中，需要根据路段的不同，遵守相应的技术要求，确保软基处理质量的提升。

首先，高填方桥头路段。对于桥头高路堤下较厚的软基而言，在实际的施工中，如果采取排水方案，即使是预压时间较长，也不容易能够达到施工完成之后相关标准的要求，而且桥头高路基下的软基很容易会形成台阶，高速公路的路面需要根据持续发生的沉降现象，不断做好修正工作，出现大量的工程投资浪费，影响施工单位的经济效益。而采用复合地基处理技术之时，与搭板过渡的方式相结合，能够有效的解决好这一个问题，在具体落实的过程中需要科学的对处理范围进行规划，一般以沿着高速公路方向台背附近20到50m的范围内为佳，在实际实施之中，需要根据高速公路桥梁的规模、路堤的填高以及软基的厚度进行确定，确保复合地基技术应用的合理性。

其次，拓宽工程中的应用。随着我国市场经济的不断发展，对于高速公路提出了更高的要求，部分高速公路逐渐开始了扩建施工，然而，在高速公路拓宽施工的过程当中，对于新老地基衔接处的处理工作有着十分严格的要求，需要控制好不均匀的沉降现象，确保高速公路质量的提升，在这一工程施工中，复合地基技术在实际应用中主要可以采用PCC桩以及CPG桩等技术，借助这些桩体本身所构成的复合地基强度较高以及总沉降量较小的优势，提升高速公路的拓宽施工质量，但是由于这些桩体造价加高，在具体实施之时需要有针对性的选择使用。

最后，横穿公路构造物路段。这一路段主要指的是箱涵、盖板涵以及箱形等通道，在进行处理的过程当中，主要是对构造物的基底以及沿路线方向基础5m边缘进行施工，而对于管涵软基处理而言，由于基础处理中所要打桩的数量较少，再加上机械设备搬迁所需要的花费较高，从经济性的角度着手，在施工中需要根据实际情况，科学合理的使用复合地基技术，为了尽可能地降低路面沉降，在管基之下可以铺设一定厚度的砂砾，以及与沉降相适应的预留拱度和沉降缝。

3.2 设计要点

当高速公路软基层较厚之时，要想穿透软基层就需要综合考虑好所使用设备的性能等因素，一般而言，粉喷桩以及碎石桩的设备桩长度需要控制在15m的范围之内，桩体的平面也需要保证为等边三角形等，粉喷桩的桩径控制在50cm，而碎石桩的桩径则为80cm。同时，桥台台后路段在应用复合地基技术之时，设计人员需要注重主次关系以及过渡等因素，尤其是桥台搭板区域作为不均匀沉降较为关键性的区域，在具体实施之时需要控制好桩间距以及桩长，一般使用较小桩间距以及较长的桩长，长度不能够低于10m。

3.3 施工技术

3.3.1 碎石桩施工

在高速公路软基处理的过程当中，使用复合地基技术之时所应用到的碎石桩种类较多，本文以干振碎石桩为例进行应用探究。在实际施工开始之前，施工人员需要做好相应的准备工作，清理好施工现场的场地，清除地面上以及高空当中的障碍物，做好测量放线工作，科学布置好施工桩位，并安置好桩机。在实际的施工中需要按照由外向里的顺序，一边振动一边沉入到土层当中，达到设计深度之时停止，其中没下沉0.5m需要留振30s，当桩管达到设计位置之后，需要稍微提升下桩管的高度，使得桩尖能够打开，并向桩管中灌入石料，反复进行，完成之后拔管，移动到另一桩位进行作业。值得注意的是，在干振碎石桩施工中，振动在桩长一半处进行作业较佳，能够提升挤密效果，而在桩体顶部向下1m范围内的土层起到的加固效果较差，在施工中需要采用振动或者是碾压的方式进行处理，并且在施工过程中需要及时的将桩管所带出的泥土清除掉，防止泥土掉入孔中，对成桩质量造成影响。同时，在施工中一旦发现地下孔洞或者暗沟等情况，需要对这些区域碎石桩进行必要的加固处理，提升桩体的密度，而且在实际施工过程中，需要对拔管以及反插的速度进行控制，将速度控制在0.8m/min左右，防止出现孔径缩小，甚至是断桩的现象，提升干振碎石桩的施工质量。

3.3.2 深层搅拌桩施工

在实际的施工中，与碎石桩施工有着类似之处，首要的环节就是需要做好场地的平整工作，尽可能地将桩位处的障碍物清除掉，而施工现场场地较为敌我的区域，需要做好回填工作，所填的土需要为砂性土，不能够回填杂土，并做好桩位的确定工作，保证桩位的平面偏差控制在50mm范围之内，桩顶以及桩低的标高不能够超过40mm，其中灌灰量还需要符合相应的设计数值。在具体的施工中，需要按照设备就位、预搅下沉、搅拌提升、重复搅拌以及关闭设备等流程进行施工，合理控制好搅拌设备灰浆的输送量，以及输送的时间，提升深层搅拌施工的质量。

4 复合地基技术在高速公路软基处理中的具体应用

4.1 工程概况

该高速公路项目位于我国的北方地区，路过区域的主要气候类型为大陆性干旱以及半干旱性气候，该高速公路项目路过的软基长度在26.3km左右，在实际的施工中利用复合地基技术进行施工。

4.2 实际应用

在实际的施工中，需要对施工现场进行综合的分析，确定好软基的具体状况，科学地进行复合地基技术设计应用，为提升高速公路稳定性奠定坚实的基础。在该工程项目当中，主要使用了砼芯-砂桩复合地基，有效地使高速公路的软基得到加固，应用振动沉管的方式进行桩孔作业，在孔中放置了一个直径在20cm左右的钢筋混土桩，即复合桩体芯，并在周边设施灌砂作业，形成相应的桩壳，混凝土复合桩芯能够起到较高的荷载承受能力，而桩壳则使得桩芯侧壁的摩擦阻力以及竖向排水能力大大提升，有效地提升了桩体的刚度，防止受到荷载而发生破坏，这一施工方式，使得桩体与土体之间更加的融合，有效地避免了变形现象，提升了高速公路的承载能力，延长了公路的使用寿命。

5 结语

综上所述，随着社会经济的快速发展，在经济发展的过程当中，高速公路交通的作用愈加凸显，在实际的施工过程当中，相关的施工单位需要加强对软基处理施工的重视，根据工程施工的实际情况，合理应用好复合地基技术，提升高速公路软基处理的质量，从而促进高速公路整体承载能力的提高，实现高速公路软基处理施工技术水平的提升，为人们的行车提供安全的环境。

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