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摘要：目前，国内现代化的建设飞速发展，相关基础建设的规模渐渐扩大，然而，在公路与建筑等工程中容易遇到软土的地基，这种软地基会影响到工程稳定性。因此需要相关人员深入分析软地基处理的方式，提高工程质量与稳定性。本文分析了高级公路中水泥土桩的夯实机理，应用实例分析高级公路中的水泥土桩夯实复合地基施工过程，同时提出公路施工质量管理措施，以期延长公路使用的寿命。
关键词：高等级公路；软基处理；水泥土复合桩
水泥土桩夯实方式使用的主要优势是：容易控制质量、施工方式比较灵活、没有污染、不易受到场地限制、造价比较低以及施工速度比较快，广泛应用在高级公路的路基施工过程中。通过应用这种施工技术，可以加大公路路基稳定性与安全性。
1.夯实水泥的土桩作用机理
1.1夯实挤密的作用
土体以及水泥一般在孔外进行拌合，这种水泥土的拌合料比较松散，并且土团间的空隙相对较大，没有较强的连接力，而在夯击的作用力下，土体会重新进行排列，将体积压缩，增大密度，从而保证夯实的水泥土密实性以及强度[1]。
1.2桩间的地基土作用机理
在水泥土桩夯实过程中，可根据土桩成孔分成排土夯实的水泥土桩以及挤土夯实的水泥土桩两类。其中，挤土夯实的水泥土桩主要是应用冲击成孔或者是振动沉管的方式，通过成孔时侧向挤压的作用，使桩间土可以更加密实，再在桩孔中使用水泥土的拌合料进行分层夯填与密实，这样可以二次压实土基[2]。而排土夯实的水泥土桩，主要是应用钻机成孔或者人工的洛阳铲，这种方式在成孔的过程中没有挤密桩间土，反而是在孔中分层回填适量水泥土的拌合料，然后对所填水泥土的拌合料进行夯击与密实，换句话说，只是在夯填过程挤密桩间土。所以不管是挤土夯实亦或是派土夯实的水泥土桩基，共同点都是将桩间土挤密与加固，提高桩间土的承载力。
1.3褥垫层作用的机理
在荷载的作用下强化地基土体与桩体承载能力是复合式地基本质，但是怎样设置桩体，确保地基与桩体可以一起承担上部荷载，逐渐变成当下的施工重点与难点（原理见图一）。相关试验研究与理论分析中可以看出，在复合地基与建筑物的地基加固区域间增设柔性的垫层，这样不只能够确保地基土体进而桩体构成复合的地基，以便一起承担上部的荷载，还可以对复合地基浅层受力状态进行改善。
1.4胶结的作用
在进行土地和水泥搅拌的过程中，水泥表面颗粒矿物容易和土中水分产生水化反应以及水解的反应，从而产生氢氧化铁这种化合物，同时含有水铝酸钙以及水硅酸钙等各类水化物，而这类水化物会硬化，从而变成水泥的石骨架。还有一些颗粒物容易和周围活性黏土颗粒产生反应，在钾离子以及钠离子交换过程中，容易使离散黏土的颗粒靠拢并胶结，从而形成大土团。此外，水泥的水化反应会生成凝胶粒子，与原先颗粒相比，增大了大约1000倍，这就容易产生巨大表面能，使颗粒吸附性增强，从而使得土团颗粒可以有效胶结，提高水泥土强度[3]。
2.工程实例分析高级公路软基中水泥土桩夯实方法
2.1工程简介
某段公路中一共有八段水泥土桩需要进行夯实处理，并且都是排土夯实的水泥土桩基，主要处在管涵两侧与下方，长度大约是32米，深度大约为六米，且设计的桩径为40厘米，间距在1.2-1.5米之间，在结构物的正下方使用1.2米的间距，两侧使用1.5米的间距，水泥土桩夯实土实方和水泥比为6：1。整个施工过程要求在28天以内，保证桩体抗压的强度不可以小于3兆帕，每个单位内复合地基的承载力需要超过150千帕，使用5%石灰土加上土工格栅作为褥垫层。
2.2施工前的准备
2.1.1材料进场
在施工材料进入库场时，需要使用帆布以及竹竿来搭建大棚，并且库场容量应该与施工要求相符合，保证水泥中没有结块，每一延米水泥土桩夯实所用的水泥量大约为31千克，使用渣土、粘性土、粉细砂以及粉土，并且要将土料中的有机物严格控制在5%以内，在使用之前，需要使用应用粉土机将土料粉碎[4]。
2.1.2机械进场
需要使用一天装载机、四台螺旋的钻机、一台推土机、四台夯实机、一台平地机、六台发电机以及两台粉土机。
2.1.3现场的准备
在施工之前需要整平与清理原地表，将地面上的障碍物彻底清除，如果有洼地或者是池塘，需要回填一些粘性土。在整平以后还要碾压，确保压实度与施工要求相符合[5]。
2.1.4试桩：
在开始施工以前，需要在施工的现场试桩，根据设计要求对夯填的工艺效果进行试验，对分层填料的厚度进行确定。
2.2桩机的就位
在夯机就位以后，需要对机身进行固定，再对孔内清洁情况以及孔深进行检查，若孔中存在杂物需要及时清理，如果孔深达不到施工的要求，需要及时处理。确保每一项都与施工要求相符以后，才可以将夯锤与孔中心对准，然后对螺旋的专机机身进行调整，确保钻杆垂直度。
2.3成孔
通过螺旋钻机钻成孔以后，需要使用束铲修孔，同时使用桩孔检测器对孔径进行检测，确保桩孔与施工要求相符。完成成孔以后，应如实记录桩顶以及桩端土质，同时对实际的孔深进行测量[6]。
2.4材料的搅拌
把水泥和土料根据配合比混合，首先进行人工搅拌，再通过粉土机进行粉碎并拌合，最后过筛。还要按照室内配比的试验，对施工现场路基土性质进行检测，确保混合料的含水量达到最佳，将允许偏差严格控制在2%以内。水泥和土料需要均匀拌合，确保水泥用量满足路基施工的要求。
2.5夯实
在夯实过程中，需要使用提升式的夯实机，通常夯锤的质量是120千克，落距应该大约70厘米，夯击次数需要超过五次。如果孔底过软，需要增加一些碎石，将孔底夯实以后，就可以填入一些混合料，然后进行二次夯实，一般采取一填两击连续性施工的方式。每一层的夯击次数不能低于两击，桩体的混合料实际压实系数需要超过0.9%。在孔内填料之前，需要夯实孔底，同时要分层填料，每一层填料厚度在50厘米以内。桩顶的夯填高度需要比设计标高高出200-300毫米，在垫层使，应将多余的桩体彻底凿除，保证桩顶面的水平[7]。
2.6褥垫层
在完成桩体的检测以后，需要进行褥垫层的施工。褥垫层施工土料主要使用粉质的黏土，实际掺灰量为5%，选用新鲜的消石灰，再应用机械进行拌合，通过压路机进行压实。此外，应分为两层施工，并且每一层的系数必须达到0.9。
3.质量的检测
为了保证水泥土桩夯实施工的质量，需要对公路路基施工质量进行检测，具体从以下几方面进行：
第一，在整个高级公路的软基施工过程中，需要不断地检测成桩的质量[8]。
第二，可以使用圆锥动力触探，在成桩以后的两小时内进行检测，对夯实质量情况进行检测，并且触探的击数不可以少于四十击，试验的数量不能比桩总数的千分之五少。
第三，压实试验的检测，使用环刀方式对样品干密度进行检测，按照填料含水量以及配比进行击实的试验。
第四，试块实际抗压强度的试验，从桩体中提取试验样品，试样的边长为100毫米，在成桩二十八天以后，实施抗压的试验，保证试样抗压强度等于或者是大于设计桩体强度的2-3倍[9]。
第五，荷载的试验，主要对复合地基或者是单桩变形模量与承载力进行测试。
第六，褥垫层的夯填度需要超过0.9。
4.高级公路软基中水泥土桩夯实施工控制对策
4.1支护桩的施工技术
在高级公路软基深基坑的支护工程中，支护桩主要作用就是承载外力。通常情况下，支护桩包含钢筋混凝土的护臂与人工的挖孔桩两部分，例如：从灌注桩施工来看，应使用吊桶手法，对灌注桩实施桩孔挖掘的施工，同时严格控制成孔、钢筋笼安装与混凝土灌注等施工工序质量，因为一旦灌注桩施工发生质量问题，会严重影响了公路路基的主体建设[10]。
4.2混凝土浇筑的质量控制
其一，混凝土的材料质量控制，混凝土的浇筑质量会因为混凝土的材料质量而受到直接影响。因此，水泥的选择，要与施工要求相符；混凝土重要的组成部分之一是骨料，其必须具备高强度的稳定性特点；混凝土的外加剂与掺合料的选择，要尽可能与相关质量标准相符合。其二，混凝土浇灌质量的控制。在混凝土浇筑过程中，浇筑质量会因为各种因素而受到影响，例如：季节，因此，要提高施工人员对其的重视程度。冬季浇筑混凝土时，需要充分考虑工程施工环境、气温与工程进度等因素；夏季浇筑混凝土时，要严格控制温度与损失。
4.3控制桩施工技术
第一，严格控制灌注成桩的质量。工程施工过程一定要做好水灰比、配合比的相关试验，对砂率参数也要严格控制。通常都是利用灌注车来实施灌注，这样可以规避钢筋笼的卡住与孔壁碰撞的问题。
第二，钢护筒的安装钢护筒安装是建筑施工前期的工作，通常是使用导锤，对桩孔位置进行固定，以及保护孔口等。只有对钢护筒进行准确安放，才可以更好的控制灌注桩的质量。而钢护筒的放置过程中，一定要掌握好水平和垂直位置之间的关系。
第三成孔施工的质量控制。对于建筑施工来说，成孔一般是施工的第二道工序。在开挖溢浆的槽孔口时，一定要控制好水泥浆的回流，保证泥浆的循流顺畅。冲击锤采用冲孔机起吊，一定要对孔，冲击时要使用自由落体，对硬性较大的岩层实施破碎切削，才能更好的成孔。
5.结语
总而言之，高级公路的软基处理对于工程质量至关重要，因此在公路软基施工中需要使用水泥土桩夯实的方式，加大公路路基的强度。此外，在完成施工以后，需要对公路施工质量进行检测，确保水泥土桩夯实质量满足施工标准要求，满足复合地基与单桩的承载力要求。只有这样才可以确保公路施工质量，从而为人们出行提供方面。
参考文献：
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[10]倪贵龙浅谈泉州晋江大桥市区连接线路基工程CFG桩施工方法与质量控制[J].建材发展导向（上），2014.，12（09）：215-216.
论文作者:冯乐群
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
标签：夯实论文; 水泥论文; 地基论文; 路基论文; 公路论文; 褥垫论文; 混凝土论文; 《基层建设》2017年5期论文;