高速公路軟基處理的研究

陳聰凝

（廣東省交通集團(tuán)有限公司 廣東廣州 510623）

1 工程概況

廣東省西部沿海高速公路臺山段起于金星農(nóng)場，止于臺山市北陡鎮(zhèn)，全長86km。公路沿線分布有30多公里的軟基，基本為近期淤積漲灘造陸形成，大部分屬于超軟弱土，工程性質(zhì)極差，地基處治工程難度非常大。在該工程項(xiàng)目建設(shè)期間，部分路段就出現(xiàn)過嚴(yán)重的路基沉降現(xiàn)象，其后雖然幾經(jīng)處治，但仍舊難以從根本上解決較大的工后沉降。2002年臺山段建成通車兩年內(nèi)，部分軟基路面，尤其是廣海段的軟基路面，已經(jīng)產(chǎn)生了大量的橫向裂縫和縱向裂縫，一些橋頭和路基也出現(xiàn)了較大的沉降（最大將近50cm），并產(chǎn)生了明顯的橋頭跳車等路面病害，從而嚴(yán)重影響了行車的安全和舒適性。2004年養(yǎng)護(hù)部門對臺山段路基、路面病害嚴(yán)重的路段進(jìn)行了裂縫注漿加固及路面加鋪處理，這雖然使路基、路面開裂問題得到了一定程度的控制，但是并未能從根本上解決問題。在其后的營運(yùn)期間，臺山段部分路段仍然不斷重新出現(xiàn)裂縫，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的路面沉陷現(xiàn)象。針對不斷發(fā)展的路基下沉、路面開裂等病害問題，2008年和2010年又先后兩次進(jìn)行了路基、路面大修，通過采用預(yù)應(yīng)力管樁、鋼花管壓漿、斜孔排水等多種加固技術(shù)進(jìn)行綜合處治，緩解了一些路段的病害發(fā)展，但是仍有部分路段，特別是在穿越魚塘集中分布區(qū)域，治理效果仍舊不盡人意。2012年，西部沿海高速公路臺山段發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的路面開裂、路面沉陷及中央分隔帶中出現(xiàn)空洞等病害，因此還需繼續(xù)進(jìn)行整治處理。

2 高速公路軟基病害原因分析

高速公路軟基病害的形成原因有多種：①開裂問題，軟基的顯著特征是沉降量比較大，存在著土層空隙較大的地質(zhì)缺陷，這就造成了不僅會在施工過程中造成沉降現(xiàn)象，并且在工程投運(yùn)后仍然會出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象。如果軟基土層的空隙沒有良好的均勻度，那么就會形成不均勻的沉降現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致高速公路投運(yùn)后出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象；②含水量較大，如果軟基的含水量較大，將不可避免地影響到工程的施工質(zhì)量，加之軟基地下水產(chǎn)生的浮力也會影響到路基基底的成形，那么在工程施工中就應(yīng)該根據(jù)軟基的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的處理，嚴(yán)格地控制軟基的含水量，否則將會留下安全隱患；③路面沉降問題，如果在施工過程中對軟基處理不當(dāng)，那么在高速公路運(yùn)營之后將會產(chǎn)生沉降問題，造成這種現(xiàn)象的原因可能是在施工過程中沒有嚴(yán)格地把控軟基路段基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，忽視了施工的技術(shù)細(xì)節(jié)，一旦地基的強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，那么將會使得路基產(chǎn)生嚴(yán)重的變形，進(jìn)一步加快了地基沉降速率。

3 常用的高速公路軟基處理技術(shù)

針對高速公路軟基病害發(fā)生的主要原因，本文將從以下幾方面闡述現(xiàn)階段常用的軟基處理技術(shù)。

3.1 水泥土攪拌樁加固技術(shù)

水泥土攪拌樁加固技術(shù)在高速公路軟基處理應(yīng)用中會受到一定限制，一般情況下，其只適合于處理一些飽和軟土地基。該技術(shù)主要是通過水泥的固化劑作用來實(shí)現(xiàn)軟基加固目的。在實(shí)際處理中，是將水泥填入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌，以使軟土與固化劑在攪拌過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而增強(qiáng)地基承載力，并擴(kuò)大變形模量。需要注意的是，在利用水泥土攪拌樁加固處理過程中，應(yīng)合理選擇攪拌樁位置，并在確定位置后以水準(zhǔn)儀調(diào)平攪拌樁，以經(jīng)緯儀和吊垂線調(diào)整好導(dǎo)向架的垂直度，一般垂直度應(yīng)為樁長的10%及以下；其次還要一邊在攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r一邊拌制好水泥漿液，之后才可以壓漿。

3.2 預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)的主要作用是改善和加固軟基中原本的松軟土質(zhì)。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)來處理高速公路軟基時，關(guān)鍵步驟在于預(yù)應(yīng)力管樁的投入。預(yù)應(yīng)力管樁的投入分四步：首先對軟土進(jìn)行定位，明確軟土的位置；其次準(zhǔn)確測量軟基的相關(guān)數(shù)據(jù)，并明確管樁位置，以保證施工的準(zhǔn)確性；之后再次確認(rèn)管樁位置后正式對管樁進(jìn)行施工，在土質(zhì)松軟處安設(shè)管樁；最后打好管樁并貼標(biāo)志牌。

3.3 排水板加固技術(shù)

在高速公路工程施工過程中，之所以常常會出現(xiàn)軟基現(xiàn)象，主要是因?yàn)榈鼗暮窟^高，有時再遇到降雨、降雪等特殊天氣，則會更加加大其含水量，導(dǎo)致土質(zhì)松軟，形成軟土地基。所以若想有效處理高速公路軟基，可以通過將軟基之中的水分排出來的方式來實(shí)現(xiàn)。軟基排水需要使用一定的工具，如排水板等。排水板通常都是以塑料材料制成的，成本較低，但性能很好，利用其不但能夠有效排除軟土地基當(dāng)中的水分，還能夠提高地基的堅(jiān)固性與耐壓性。

3.4 強(qiáng)夯加固技術(shù)

強(qiáng)夯加固技術(shù)是在高速公路軟基處理中最常用的方法之一，其又名動力加固技術(shù)。強(qiáng)夯加固技術(shù)的主要優(yōu)勢在于三點(diǎn)：一是處理效果好，能夠有效加固軟土地基；二是成本較低，經(jīng)濟(jì)效益高；三是應(yīng)用范圍廣，適合于很多情況下的高速公路軟基處理。不過，在應(yīng)用強(qiáng)夯加固技術(shù)來處理高速公路軟土地基前，首先需要對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察和全面了解。但高速公路工程與一般工程不同，其通常施工面積較大，在施工過程中經(jīng)常會遇到沙井處理等問題，這些都需要充分考慮。

3.5 混凝土管樁加固技術(shù)

混凝土管樁加固技術(shù)也在高速公路軟基處理中經(jīng)常會用到。該技術(shù)是在振動管樁加固技術(shù)的基礎(chǔ)上所發(fā)展形成的，因此其擁有一些振動管樁加固技術(shù)本身的優(yōu)點(diǎn)，同時又借鑒了防滲墻技術(shù)，綜合性較優(yōu)。其次，混凝土管樁加固技術(shù)的適用范圍比較廣泛，大部分類型的高速公路軟土地基，都可以運(yùn)用該技術(shù)來進(jìn)行處理。再者，混凝土管樁加固技術(shù)的操作亦比較簡單，直接在軟土中澆筑混凝土即可完成施工操作。

4 高速公路加固處治的原則

在進(jìn)行高速公路軟基加固處治施工時，首先應(yīng)該借鑒先前軟基處理成功案例的經(jīng)驗(yàn)，對軟基處理技術(shù)能夠產(chǎn)生的效果進(jìn)行預(yù)先的評估。由于軟基處理的影響因素比較多，加之軟基病害形成的原因復(fù)雜，施工技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)高速公路的使用性質(zhì)和功能，制定出適合本工程的加固處治方法，而不是一味地照搬前人的工程經(jīng)驗(yàn)。因此，為了能夠進(jìn)一步地強(qiáng)化軟基加固處理的質(zhì)量，技術(shù)人員必須對比各種不同加固處治方案，對路基的各項(xiàng)物理參數(shù)進(jìn)行詳盡的計(jì)算、分析和勘探。

5 強(qiáng)化高速公路軟基處理工程管理的措施

5.1 完善施工組織機(jī)構(gòu)

為了順利完成本工程的施工，成立了項(xiàng)目經(jīng)理部。由項(xiàng)目經(jīng)理部全權(quán)履行合同職責(zé)，同時項(xiàng)目經(jīng)理部擁有本工程的技術(shù)實(shí)施、管理組織、資金調(diào)配權(quán)、物資采購權(quán)以及人事管理權(quán)等一切必要之權(quán)利。項(xiàng)目經(jīng)理部主要由管理層和作業(yè)層這兩部分組成。其中，管理層主要負(fù)責(zé)技術(shù)、組織管理、協(xié)調(diào)控制以及對外聯(lián)絡(luò)等事宜，配備9人；項(xiàng)目班子設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理1名，項(xiàng)目副經(jīng)理1名，總工程師1名；下設(shè)工程技術(shù)組、材料機(jī)械組、安全質(zhì)量組、計(jì)量合約組、行政后勤組、經(jīng)營財(cái)務(wù)組等；在充分考慮合同條件和工作規(guī)范的基礎(chǔ)上，按管理干部職責(zé)分明、權(quán)限到位的原則，結(jié)合項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)人力資源優(yōu)化配置。而作業(yè)層則主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工任務(wù)。

5.2 合理安排施工順序

只有合理安排施工順序，按部就班地完成每一個步驟的施工工作，才能夠切實(shí)保障高速公路軟基處理效果。首先要根據(jù)本工程工作的特點(diǎn)，在實(shí)際施工過程中，突出抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)項(xiàng)目。其次要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，選用先進(jìn)的施工工藝，合理進(jìn)行工序編排，并運(yùn)用科學(xué)的管理手段和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，高效地組織多工序平行作業(yè)，以確保按計(jì)劃工期完成施工工作。

5.3 合理安排駐地建設(shè)及人員、設(shè)備、材料進(jìn)場

為了確保能及時有效地開展好施工組織管理工作，以保證工程的順利進(jìn)行，施工單位專門設(shè)立了項(xiàng)目部駐點(diǎn)。在接到中標(biāo)通知書后，立即進(jìn)行人員、設(shè)備及材料等的調(diào)配。在簽訂合同書后的3d內(nèi)，由項(xiàng)目經(jīng)理率工程技術(shù)部門、質(zhì)檢部門、試驗(yàn)部門、設(shè)備部門、材料部門、財(cái)務(wù)部門以及綜合部門等各職能部門的工作人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場迅速展開實(shí)地勘察工作。進(jìn)場后，先進(jìn)行臨建的籌備工作，測量人員對施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測設(shè)，工程技術(shù)人員快速熟悉招標(biāo)文件和設(shè)計(jì)圖紙，并對沿線實(shí)際情況及特殊路段進(jìn)行全面考察和了解，以為能夠順利施工生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

綜上所述，本文通過結(jié)合具體的工程項(xiàng)目，詳細(xì)地分析了軟基病害形成的原因，并根據(jù)病害的形成原因提出了高速公路多種軟基處理核心技術(shù)。為了能夠達(dá)到更好的施工效果，本文還闡述了軟基加固處治的原則及采取的管理措施，全面地對軟基施工質(zhì)量進(jìn)行控制，能夠取得預(yù)想的施工效果，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。