高速公路軟土地區(qū)路基的施工分析

楊在強(qiáng)

（濱州市公路局高速公路養(yǎng)護(hù)中心，山東 濱州 256600）

0 引言

如果高速公路施工是處于軟土地區(qū)，那么其路基也會(huì)是由軟土構(gòu)成的。這種情況下由于軟土地基的粘度相對(duì)較小，具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，會(huì)導(dǎo)致高速公路的整個(gè)結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。因此，對(duì)于這部分工程的路基施工來(lái)說(shuō)，要著重采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，保證整個(gè)高速公路工程的質(zhì)量。

1 軟土簡(jiǎn)論

軟土是一種強(qiáng)度相對(duì)較低的軟土層，如果直接在軟土路基上進(jìn)行公路工程的施工，則會(huì)出現(xiàn)“路基失穩(wěn)”現(xiàn)象。對(duì)于軟土的具體狀態(tài)可以從以下數(shù)值進(jìn)行判斷：孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%～60%，塑性指數(shù)為13～30。我國(guó)多數(shù)軟土地區(qū)處在有水源的地區(qū)，比如江河湖海、低洼山谷等處，同時(shí)，不同地區(qū)的軟土具有不同性質(zhì)，對(duì)其處理的方式也會(huì)有所不同。在高速公路施工過(guò)程中一定要實(shí)現(xiàn)對(duì)施工地區(qū)地理環(huán)境的深入了解，才便于施工技術(shù)選擇。

2 軟土對(duì)路基施工的影響

對(duì)于高速公路來(lái)說(shuō)，工程的關(guān)鍵在于公路的路基，如果路基不穩(wěn)定就會(huì)連帶整個(gè)公路出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，并會(huì)出現(xiàn)很多的連帶問(wèn)題。但是，隨著公路網(wǎng)的擴(kuò)展，很多高速公路的修建都會(huì)在軟土地區(qū)，那么對(duì)于該部分公路的路基處理來(lái)說(shuō)就需要重點(diǎn)關(guān)注，關(guān)注的原因如下。

2.1 導(dǎo)致路面硬化

在軟土地區(qū)，軟土的不穩(wěn)定性會(huì)使高速公路路基不穩(wěn)定，如果直接施工會(huì)導(dǎo)致路面施工材料硬化，影響公路施工質(zhì)量。在路面材料中，通常使用的都是瀝青和混凝土，如果在路面施工中處理不好材料配合比同路基的關(guān)系，那么就很容易出現(xiàn)路面沉陷或者是膨脹，嚴(yán)重影響高速公路的施工質(zhì)量。

2.2 導(dǎo)致路面沉降

這一問(wèn)題產(chǎn)生的原因在于高速公路軟土路基中的粘合性，雖然影響路面沉降問(wèn)題的原因有很多種，但是在軟土地區(qū)最主要的影響因素就是軟土路基的粘合性。在工程施工過(guò)程中，有些施工單位往往忽視軟土地基中粘合性的問(wèn)題，導(dǎo)致所使用的施工技術(shù)并不符合工程的實(shí)際情況。比如路基的壓實(shí)度就會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)的選用不當(dāng)而產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，從而降低了高速公路工程施工的穩(wěn)定性。路基是軟土，所以在大交通量、大承載量之下，基底會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象，如果受到重力擠壓，基底也會(huì)出現(xiàn)側(cè)向滾動(dòng)導(dǎo)致路面膨脹?？傊?，無(wú)論是沉降的出現(xiàn)還是膨脹滑動(dòng)的出現(xiàn)都會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量問(wèn)題。

2.3 沉降穩(wěn)定浪費(fèi)時(shí)間

由于高速公路的承載量相對(duì)較大，軟土中所含有的“親水膠體微顆粒”比較多，導(dǎo)致軟土中的水量較多、空隙較大、抗剪強(qiáng)度要比正常的土壤低。因此，如果不進(jìn)行一定的處理就開(kāi)始填土處理，會(huì)導(dǎo)致路基需要很長(zhǎng)時(shí)間才能夠壓密穩(wěn)定，對(duì)高速公路施工的工期產(chǎn)生一定的影響。

從以上問(wèn)題來(lái)看，對(duì)高速公路軟土路基進(jìn)行處理是有必要的，它是提高高速公路工程施工質(zhì)量 、保證工程工期、確保經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要保障。

3 軟土地區(qū)路基處理技術(shù)選用方向

軟土地區(qū)路基處理技術(shù)是需要根據(jù)不同的軟土情況以及施工情況進(jìn)行選擇的。但是，在選用技術(shù)的過(guò)程中，要有針對(duì)性的選擇一些先進(jìn)的技術(shù)方法來(lái)防止軟土地基帶來(lái)的公路沉降、硬化等問(wèn)題。

3.1 鋪墊技術(shù)

該技術(shù)的主要功能在于提高軟土地區(qū)路基的性能，也是實(shí)施起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單的方式之一。它主要利用砂來(lái)進(jìn)行軟土路基過(guò)渡階段的處理，與此同時(shí)，路基的排水性也會(huì)隨著砂層的加入而有所提升。在進(jìn)行鋪墊處理時(shí)，會(huì)使得原有路基負(fù)荷增大，路基內(nèi)“材料配合的緊密性”也會(huì)隨之加強(qiáng)，提高了路基的抗壓性，保證了公路工程的施工質(zhì)量。

3.2 石灰技術(shù)

石灰技術(shù)是用來(lái)保證軟土結(jié)構(gòu)性能的一種處理技術(shù)。該技術(shù)對(duì)施工人員施工的規(guī)范性和準(zhǔn)確性要求較高，如坑內(nèi)水的處理、石灰的加入量以及位置、碾壓等方向，如果工程處理得好，則能效提高結(jié)構(gòu)的緊密性。

3.3 填補(bǔ)技術(shù)

填補(bǔ)技術(shù)能夠有效地提高軟土路基的滲水性能，填補(bǔ)過(guò)程中需要人工和機(jī)械共同進(jìn)行施工。在填補(bǔ)之前，一定要把原有的軟土清理干凈，同時(shí)換上透水性能比較好的材料，這種施工技術(shù)也稱(chēng)為換填技術(shù)。

3.4 管樁技術(shù)

管樁技術(shù)是軟基處理技術(shù)中的一種，但其應(yīng)用需具備一定前提條件，即管樁技術(shù)多數(shù)運(yùn)用在填土高度大的路基中，技術(shù)的使用需要同預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)合，技術(shù)實(shí)施的具體方法則需要根據(jù)軟土的特征進(jìn)行選擇。

4 高速公路軟土地區(qū)路基施工技術(shù)控制

對(duì)于高速公路工程施工來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的軟土路基處理方式主要有以上所闡述的幾種技術(shù)方法，而不同的施工技術(shù)的實(shí)施有著不同的控制方法。在高速公路軟土地基中常用的技術(shù)有以下幾種。

4.1 置換法

置換法也稱(chēng)為置換技術(shù)，使用該種方法進(jìn)行軟土的處理能夠在一定程度上提高路基的耐用性，對(duì)延長(zhǎng)道路的使用壽命以及方便養(yǎng)護(hù)等都是有好處的，所以該技術(shù)的使用效果比較理想。軟基置換方法主要是通過(guò)以?xún)?yōu)質(zhì)土置換軟弱土，達(dá)到填土穩(wěn)定和減少沉降的目的。其具體施工方法主要有兩種，一種是人工挖掘的方式，另一種是利用爆炸技術(shù)。這種技術(shù)能夠把市政工程中的路基進(jìn)行徹底的改變，同時(shí)，因?yàn)榭梢赃x用人工操作這種可靠的施工方式，置換土壤主要是粗顆粒土，相對(duì)較容易獲得，因此該方法的應(yīng)用范圍比較廣泛。

這種施工方法通常在地表上應(yīng)用，而且厚度要相對(duì)較小，一般要在2.5m以下時(shí)進(jìn)行，是最普遍使用和簡(jiǎn)單的方法。該技術(shù)方法的實(shí)施還需要通過(guò)以下具體施工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一是開(kāi)挖法，開(kāi)挖法適用范圍是“小范圍的厚度較小的軟土”，在挖掘過(guò)程中，一定要挖出路拱，這樣能夠保證軟土中的水分順利排出，能夠加快軟土的固結(jié)速度，提高工程施工的效率。二是填砂法，對(duì)于填砂法來(lái)說(shuō)，控制的重點(diǎn)在于材料的選擇和換填的厚度等。對(duì)于該方法來(lái)說(shuō)，最宜用于常年積水的洼地地區(qū)，但是軟土地區(qū)的表層不能夠存在硬殼，施工過(guò)程中要從路基中心開(kāi)始，按照等腰三角形向前對(duì)稱(chēng)拋填，使淤泥和軟土向兩側(cè)擠出。如果軟土層的橫坡角度大于1∶10時(shí)，則需要從高向低處拋填，在拋填完成之后要進(jìn)行壓實(shí)處理。

4.2 水泥攪拌樁法

這種方法利用的是水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)，施工過(guò)程主要是用一定的機(jī)械將水泥噴進(jìn)高速公路的軟土路基當(dāng)中，同時(shí)要不斷進(jìn)行攪動(dòng)，保證水泥能同軟土進(jìn)行充分的融合反應(yīng)，最后形成一種結(jié)構(gòu)體，提高了原來(lái)軟土的強(qiáng)度，從而滿(mǎn)足高速公路施工中對(duì)于路基承載力的基本要求。這種軟土地基處理方法可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行，主要為干法與濕法。干法，是在軟土含水量在30%以上，并且塑性指數(shù)在10以上的時(shí)候采用的。因?yàn)樵跀嚢钘l件相同的條件下，干粉水泥對(duì)軟土強(qiáng)度的提升要高于濕水泥。而濕水泥處理方式，是把濕水泥同軟土在基層進(jìn)行攪拌，從而形成高強(qiáng)度水泥地基。

4.3 排水法

由于軟土中的含水量比較高，所以不適合直接作為路基，因此要對(duì)其進(jìn)行表層排水處理。表層排水的方式是通過(guò)地表開(kāi)溝的方式進(jìn)行的，排水溝槽的挖掘需要根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以達(dá)到最好的排水效果。在挖掘過(guò)程中，要控制好排水溝槽的分布，溝槽之間的距離最好要小，同時(shí)還要充分考慮到施工的地形，利用天然的地形進(jìn)行排水是比較好的一種方式。而對(duì)溝槽的大小也有一定要求，一般情況下應(yīng)該控制在寬為0.7m，深為1m。在表層水排完之后，還需要把該排水溝填滿(mǎn)壓實(shí)，而回填的材料最好選擇砂礫和碎石，因?yàn)檫@兩種材料的滲透性能比較好，回填后就可以利用其滲透性進(jìn)一步降低軟土中的含水量。通過(guò)溝槽進(jìn)行表層排水，不但能夠起到降低軟土中水量的作用，還能夠保證施工機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。

4.4 碎石樁法

碎石樁軟土路基處理方法所需要的時(shí)間較短，對(duì)于提高工程施工效率，縮短工期有一定的幫助。碎石樁法的原理為碎石樁是利用一個(gè)產(chǎn)生水平震動(dòng)的管狀設(shè)備，以高壓水流邊振邊沖在軟弱粘性地基中成孔，在孔內(nèi)分批填入碎石加以振密制樁，與周?chē)承酝列纬蓮?fù)合地基。在軟土層中進(jìn)行碎石樁施工，能夠通過(guò)碎石樁的加入使得土層加密，從而減少軟土路基中的空隙，空隙一定程度上的減少能在很大程度上提高路基的承載力，逐漸符合高速公路對(duì)承載力的要求。同時(shí)，碎石樁技術(shù)的應(yīng)用還能夠提高軟土路基的排水性能，把單向排水改為多向的排水，減小排水距離，縮短軟土路基的固結(jié)時(shí)間。

碎石樁施工的流程為平整原地面、機(jī)具定位、樁管沉入、加料壓密、拔管和機(jī)具移位。其中制樁方法最好采用“連續(xù)加料自上而下逐段制樁”法，填料的數(shù)量需要根據(jù)具體的土壤條件來(lái)確定。通常情況下， 在料的體積達(dá)到0.15～0.5cm3之間時(shí)就需要對(duì)所填的料進(jìn)行振實(shí)處理，若不處理則會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，影響高速公路工程施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

在高速公路工程施工中，對(duì)施工質(zhì)量影響較大的就是軟土路基的處理。所以，一定要重視軟土路基處理技術(shù)和方法的選擇，在施工中要做好工藝的控制，以提高工程施工質(zhì)量、縮短工期。本文主要從軟土簡(jiǎn)論、軟土對(duì)路基施工的影響、軟土地區(qū)路基處理技術(shù)選用方向和高速公路軟土地區(qū)路基施工技術(shù)控制等四個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述，但是具體的施工工藝還需要施工人員根據(jù)施工環(huán)境情況的分析而具體選擇。

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