高速公路施工中的軟土地基的處理技術(shù)分析

倪鵬

摘 要：高速公路施工過程中，路基處理是其中較為重要的環(huán)節(jié)，若路基質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)重大的安全事故，給企業(yè)和個(gè)人帶來巨大的損失。軟土地基是公路工程施工中的常見問題，其處理方法有多種，在進(jìn)行方法選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程質(zhì)量要求，結(jié)合工程預(yù)算、工程進(jìn)度、處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)等多方面要素，選擇合適的處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：軟土地基；夯實(shí)法；填石法；擠密法；注漿法

1 概述

軟土地基問題是高速公路施工過程中較為普遍的問題，也是不可避免的問題。當(dāng)土壤中含水量較高，且滲水性較低時(shí)，土壤中顆粒之間的空隙較大，導(dǎo)致土壤承受力不能達(dá)到構(gòu)造物所要求的承載要求，這被稱為軟土地基。施工時(shí)，若不對(duì)軟土地基進(jìn)行嚴(yán)格的處理，極易造成工程出現(xiàn)不均勻沉降，一旦發(fā)生安全事故，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在高速公路建設(shè)過程中，應(yīng)對(duì)軟土地基施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保整個(gè)工程的施工質(zhì)量。

2 軟土地基的處理技術(shù)

2.1 軟土地基處理的原則

在高速公路修建過程中，軟土地基處理是一個(gè)浩大的工程，需要的成本也是巨大的。在軟土地基處理問題上，一定要遵循質(zhì)量為首，成本為重的原則。路基修建是高速公路修建項(xiàng)目中的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量控制的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在保證軟土地基處理質(zhì)量的前提下，盡可能節(jié)約成本，將節(jié)約下來的成本投入到工程的其他環(huán)節(jié)當(dāng)中，確保整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，這不僅會(huì)為企業(yè)贏取更大的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)促進(jìn)我國(guó)高速公路工程項(xiàng)目的發(fā)展。

2.2 軟土地基處理時(shí)應(yīng)注意的問題

軟土地基處理是一項(xiàng)綜合的施工項(xiàng)目，在選擇處理方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)多方面的因素進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。首先，土壤性質(zhì)的影響。土壤有砂性、黏性的區(qū)別，對(duì)砂性軟土主要采取擠密法，而黏性軟土則適宜采取壓實(shí)法。其次，公路性質(zhì)的影響。公路性質(zhì)對(duì)于方法選擇同樣具有影響作用，對(duì)于等級(jí)較高的高速公路，路面的平整性要求較為嚴(yán)格，在處理地基時(shí)應(yīng)使路基均勻沉降；而一般性的公路可按照常規(guī)方法鋪設(shè)即可。最后，施工環(huán)境對(duì)處理方法的影響。公路施工過程中，應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的具體建設(shè)環(huán)境，選擇合適的施工方法。必要時(shí)，可采取多種處理方法，以保證整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

2.3 軟土地基處理方法

2.3.1 夯實(shí)法。夯實(shí)法在工程建筑領(lǐng)域主要應(yīng)用在對(duì)體積較大的石塊或者礫土進(jìn)行擠壓粉碎處理，在長(zhǎng)期的使用過程中，經(jīng)過工藝改進(jìn)升級(jí)后，逐漸應(yīng)用于對(duì)軟弱地基的處理。該法是借助重錘或其他機(jī)械的壓力作用，對(duì)軟土地基進(jìn)行夯實(shí)處理。軟土地基中土壤顆粒間的間隙會(huì)在外力作用下縮小，從而排除土壤顆粒內(nèi)的飽和水分，加強(qiáng)土壤顆粒的固結(jié)，增強(qiáng)土地的承載力，避免地基因土體結(jié)構(gòu)內(nèi)過大的空隙而發(fā)生沉降的病害。夯實(shí)法對(duì)技術(shù)要求不高，夯實(shí)工具簡(jiǎn)單，效果明顯，成本較低，因此可應(yīng)用在處理后層淤泥質(zhì)和淤泥外的大部分土質(zhì)，但夯實(shí)法也存在一些不足，施工進(jìn)度較慢，施工周期長(zhǎng)，難以對(duì)工程整體進(jìn)行有效控制。

2.3.2 填石法。填石法是利用石塊、砂礫的強(qiáng)抗壓能力、伸縮能力提高軟土地基的抗壓性和承受力的一種處理方法。選擇填充到軟土地基中的石塊或者砂礫時(shí)，應(yīng)避免選擇形狀不規(guī)則的石塊，防止后續(xù)壓實(shí)效果不好，導(dǎo)致路面出現(xiàn)起伏不平的現(xiàn)象；應(yīng)選擇片狀結(jié)構(gòu)的石塊，以保證施工地段受力的平衡性，確保工程質(zhì)量。對(duì)于特大體積的石塊，在施工前應(yīng)先進(jìn)行粉碎處理，然后鋪設(shè)到軟土地基當(dāng)中，并利用壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行反復(fù)碾壓。在鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)分層鋪設(shè)，防止鋪設(shè)不均，影響工程質(zhì)量。

填石法施工工藝比較簡(jiǎn)單，填充材料來源廣泛，造價(jià)低，可用于常年積水不易排水的地段或者地層厚度較薄，表層缺乏硬殼，片石可沉到底部的泥沼路段的處理；但填石法同樣存在一定的缺陷，若填充物鋪設(shè)不均勻，將影響公路路面的平整度，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致路面裂縫病害的發(fā)生，降低公路的使用壽命。

2.3.3 擠密法。擠密法是將夯實(shí)法和填石法進(jìn)行結(jié)合，發(fā)展起來的一種路基處理方法。具體操作方法為：利用施工機(jī)械設(shè)備對(duì)地基進(jìn)行充分震蕩，然后利用震動(dòng)機(jī)將石粉摻加到軟土地基中，再利用夯實(shí)機(jī)具對(duì)地基進(jìn)行充分的夯實(shí)處理，從而改變路基土質(zhì)的硬度，提高路基的承載力。

擠密法相對(duì)于填石法，具有能保障路面平整的優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于多種地質(zhì)環(huán)境的路基改造。但該法施工工藝較為復(fù)雜，對(duì)技術(shù)要求較高，需要使用震蕩機(jī)、粉碎機(jī)、夯實(shí)機(jī)等多種機(jī)械設(shè)備，因此需要消耗大量的成本，并且石粉摻加工藝沒有進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，同樣會(huì)引起路面不平的現(xiàn)象。

2.3.4 高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法是利用噴槍的高壓特性，將水泥漿、粉煤灰漿等注射到提前做好的軟土地基處理的孔中，使?jié){液固結(jié)之后能夠形成圓柱體的樁，然后與褥墊層共同作用形成復(fù)合地基，提高軟土的支撐力。在使用高壓噴射注漿法時(shí)，一定要根據(jù)軟土地基地質(zhì)特點(diǎn)設(shè)定孔的深度，同時(shí)在噴射漿液時(shí)，要不斷旋轉(zhuǎn)噴槍，確保漿液固結(jié)后能形成均勻的圓柱狀，否則將形成墻狀固結(jié)體，達(dá)不到應(yīng)有的支撐效果。

高壓噴射注漿法施工工藝較為簡(jiǎn)單，且投資成本較低，但該法對(duì)技術(shù)要求較高，灌漿前應(yīng)對(duì)注漿土層進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，然后計(jì)算注漿量，注漿速度及其他相關(guān)事宜，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量。高壓噴射注漿法可用于處理土顆?？障洞蟮姆弁?、黃土或砂土性質(zhì)的地基，在處理含水量較大的淤泥質(zhì)、粘性土質(zhì)時(shí)，也可取得良好的處理效果。

2.3.5 凍結(jié)法。凍結(jié)法是向軟土地基內(nèi)注射一定量的水分，再利用特種冷凍機(jī)具對(duì)土層中的水分進(jìn)行凍結(jié)處理，從而達(dá)到提高路基承載力的目的。凍結(jié)法根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的不同，采取不同的施工工藝：對(duì)于土壤顆粒間距大、水分較少的路段，可先對(duì)其進(jìn)行注水處理，然后將液氮（N2）或液態(tài)二氧化碳（CO2）注入到地基中，利用冷凍劑汽化吸熱的原理，降低土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度，從而達(dá)到凍結(jié)的目的。冷卻方式除采用注射冷凍劑外，還可將特種制冷設(shè)備與地基中設(shè)置的封閉式液壓系統(tǒng)相連，從而起到凍結(jié)地基中水分的作用。對(duì)于含水量較高的路段，如淤泥地段可省去注水環(huán)節(jié)，其他操作與上同。

3 總結(jié)

地基是高速公路質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，軟土地基是在公路工程建設(shè)過程中存在的普遍性問題，若軟土地基處理不好，將影響整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量及后期的使用壽命。在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)將工程質(zhì)量與工程成本放到同等重要的地位，綜合考慮土壤性質(zhì)、公路質(zhì)量要求和施工環(huán)境，在保證處理效果的基礎(chǔ)上，選擇成本低的處理方案，以確保工程項(xiàng)目的性價(jià)比最高。