高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

金濤 寧夏華旌建設(shè)工程有限公司

道路建設(shè)發(fā)展至今，其建設(shè)技術(shù)和建設(shè)規(guī)模已經(jīng)遙遙領(lǐng)先其他發(fā)展中國家，為我國基礎(chǔ)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。地基施工是高速公路工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，會對道路的整體結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生直接影響，因此只有保障軟基處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，才能消除高速公路工程的質(zhì)量安全隱患，以滿足人們的正常出行需求。在實(shí)踐中通常會遇到軟土地基的情況，應(yīng)該進(jìn)行有效加固，防止在后續(xù)施工中產(chǎn)生不均勻沉降等問題，以確保施工質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

一、軟基概述

軟基即軟土地基，具體指的是土壤中含有大量水分，使得土壤的強(qiáng)度和硬度變低，最終導(dǎo)致土壤松散的現(xiàn)象，在高速公路路基路面的施工過程中存在很大困難。也正是由于軟土地基的存在，大大降低了高速公路路基路面的抗變性。另外，由于軟基的承載能力和抗壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常條件下的土壤，所以又會面臨沉降、碎裂等現(xiàn)實(shí)問題。在這樣的情況下，不僅影響了路基路面的質(zhì)量，還給車輛和行人的安全埋下巨大安全隱患。為了合理避免這一問題，高速公路路基路面設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解和掌握路基路面的特征，并結(jié)合本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇科學(xué)合理的處理技術(shù)，以此提升路基路面的安全性和穩(wěn)定性，這對我國高速公路行業(yè)領(lǐng)域的長足發(fā)展具有重大的意義。

二、高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

（一）強(qiáng)夯加固技術(shù)

非飽和土在軟基中十分常見，對于其中的氣相可以運(yùn)用強(qiáng)夯加固技術(shù)進(jìn)行處理，以起到良好的加固作用。在施工中通常需要對原有土體進(jìn)行不斷夯擊，當(dāng)出現(xiàn)較多的裂紋時(shí)，吸附水能夠轉(zhuǎn)化為自由水，使得孔隙水壓力得到有效控制，因此土體的抗剪強(qiáng)度更高，在變形模量方面也得到改善。在傳統(tǒng)強(qiáng)夯加固技術(shù)的應(yīng)用過程中，會產(chǎn)生不具規(guī)則性的裂縫，這會對孔隙水壓力的控制效果產(chǎn)生影響，不利于水分和氣體的排出，因此在實(shí)踐中應(yīng)該結(jié)合排水法進(jìn)行處理，不僅能夠提高施工的效率，而且有助于增強(qiáng)整體加固成效。隨著土體中孔隙水壓力的增大，能夠有效滲透至袋裝砂井當(dāng)中，進(jìn)而排出土地當(dāng)中的水分，更快的消散孔隙水壓力，防止在后續(xù)施工中出現(xiàn)不均勻沉降的情況。在運(yùn)用強(qiáng)夯加固技術(shù)時(shí)，也需要對現(xiàn)場地質(zhì)狀況實(shí)施全面勘察，防止橡皮土對加固效果造成影響。如果存在較多的軟黏土結(jié)構(gòu)，也可能受到強(qiáng)夯作用的破壞，導(dǎo)致其滲透性受到影響。在夯擊時(shí)應(yīng)該確定合理的深度值，確保土體能夠獲得足夠的能量，通過固結(jié)沉降的方式改善土體性質(zhì)。在施工中應(yīng)該遵循“先輕后重、少擊多遍”的原則，尤其是在軟土層厚度不大且排水方便的施工場地中應(yīng)用效果較好，與砂井處理法和墊層處理法的融合效果更好。

（二）表層排水軟基處理

在具體的路基路面軟基處理過程中，為了保證軟基結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，結(jié)合軟土地基的實(shí)際情況選擇合理的表層排水技術(shù)，降低軟基中的排水量，具體應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：1.選擇性質(zhì)穩(wěn)定的添加劑加入軟基土壤中，提升軟基強(qiáng)度，在運(yùn)用表層排水軟基處理技術(shù)之后，不僅可以增強(qiáng)回填土的穩(wěn)定度，而且進(jìn)一步提升了軟基的壓縮性能；2.對于路基路面出現(xiàn)的軟基分布不均勻的現(xiàn)象，使用一些抗拉性能強(qiáng)的材料以提高路基路面的穩(wěn)定性。靈活運(yùn)用表層排水技術(shù)，可以大幅提升高速公路路基路面的支撐力，提高其自身的承載能力；3.地基表層的軟基來說，設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況對路基路面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣施工人員才能根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案選擇合理的表層排水技術(shù)。

（三）注漿加固法

現(xiàn)階段，高速公路工程正逐步朝大型化、規(guī)?；姆较虬l(fā)展，但因其施工周期延長，且在施工期間所涉及的作業(yè)內(nèi)容豐富。所以工序交叉問題隨之顯現(xiàn)，而工序交叉施工的環(huán)境也進(jìn)一步加大了軟基的處理難度。注漿加固法可以說是一種兼顧處理效果和施工協(xié)調(diào)性雙重要求的方法。此法的主要目的是通過漿液的膠結(jié)作用改善軟基的內(nèi)部狀態(tài)，提高穩(wěn)定性。在施工過程中，要根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)配備漿液，并向待處理的軟基中注入。得益于漿體的高效膠結(jié)特性，可以減小土壤顆粒的間隙，使土壤由疏松轉(zhuǎn)變?yōu)槊軐?shí)的狀態(tài)。另外，若施工期間存在含裂縫的巖石，也可采取注漿加固的方法來填充縫內(nèi)空間，從而進(jìn)一步阻止裂縫的發(fā)展。需注意的是，注漿加固法雖然具有適應(yīng)能力強(qiáng)、操作便捷的特點(diǎn)，但也存在成本投入較高，易影響項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)效益的局限。

（四）高壓噴射注漿施工

在工程施工中發(fā)現(xiàn)漿液射入前，不可擅自射入，需要提前在軟土地基中挖孔，從孔中射入。1.孔深需依據(jù)軟土地基的土層薄厚來實(shí)施科學(xué)設(shè)置，防止給射入進(jìn)程造成一定困難。2.灌漿工作前，務(wù)必核算射入的總體數(shù)量，防止射入太多或太少，導(dǎo)致地基建造不穩(wěn)固。3.工程采用此方法在執(zhí)行進(jìn)程中，務(wù)必利用高壓設(shè)施從旁協(xié)助，如高壓噴射槍這一關(guān)鍵應(yīng)用設(shè)施等?；诖耍趪娚涔ぷ鬟M(jìn)行中務(wù)必連續(xù)旋轉(zhuǎn)噴槍，確保軟土地基內(nèi)部產(chǎn)生圓柱形樁體，高效提升軟土地基支撐能力。

（五）水泥粉煤灰碎石樁加固

集料水泥和粉煤灰加固技術(shù)是一種常用的軟土地基加固技術(shù)，主要使用粉煤灰，碎石和黏性礫石等復(fù)合材料。通過將這些材料與諸如水泥的其他材料混合并添加水，可以獲得更高的強(qiáng)度。礫石集料的基本結(jié)構(gòu)可以通過將碎石樁之間的優(yōu)質(zhì)土壤，黏性礫石集料的基本結(jié)構(gòu)，水泥床和其他基礎(chǔ)層結(jié)合起來，從而形成復(fù)合地基，從而滿足軟土的穩(wěn)定性。市政工程提出的處理后的土壤基礎(chǔ)安全要求和良好。粉煤灰碎石樁加固技術(shù)具有流動性強(qiáng)、舒適性好、強(qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省水泥，混凝土碎石的澆筑量，有效控制環(huán)境污染。應(yīng)當(dāng)注意的是，水泥基料和粉煤灰補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在粉煤灰碎石補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用很可能導(dǎo)致泵管壓力堵塞。如果識別出超壓泵管，則雷管堵塞問題的可能性更高。因此，有針對性地進(jìn)行理論分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合實(shí)際工程，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，選擇粉煤灰管道堵塞的方法，同時(shí)應(yīng)注意目標(biāo)質(zhì)量管理。

（六）干拌碎石樁加固

1.加固機(jī)制，在道路軟基處理中，干拌碎石樁的應(yīng)用原理是使用鉆機(jī)進(jìn)行成孔施工，投入碎石材料，在樁身注入水泥漿液。水泥漿液與碎石硬化固結(jié)成一個(gè)樁體，提供較大的承載力。在注漿過程中，水泥漿液不斷深入周邊土體中，土體中的水分和空氣被逐漸置換成為水泥化合物。隨著水泥漿液逐漸滲透至樁體周邊，樁身和周邊土體的固結(jié)力不斷增大，有利于提高樁體的摩擦力，提高樁體的荷載能力。2. 應(yīng)用特點(diǎn)：（1）層間密實(shí)度較高。該施工技術(shù)在應(yīng)用過程中，會選用間隙較小的碎石填充原土層，隨后利用工具對其進(jìn)行搗實(shí)處理，使土層結(jié)構(gòu)能夠具備良好的擠密性，提升了土層的承載力，滿足區(qū)域通車后的強(qiáng)度要求。（2）良好的排水性能。軟土地基的含水量相對較大，這也是其綜合強(qiáng)度較差的主要原因，干拌碎石樁的使用可以將樁結(jié)構(gòu)之間的水分充分吸收干凈，同時(shí)還可以對路基的含水量進(jìn)行調(diào)整，確保含水量能夠達(dá)最佳狀態(tài)，起到穩(wěn)定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用。

（七）土工合成材料加固技術(shù)

在進(jìn)行軟土地基加固過程中，將產(chǎn)品放置在土層內(nèi)部、地基表層中，通過材料自身的功能與特性，有效消除軟土地基的不良影響，起到保護(hù)地基主體的作用。其主要作用原理為：1.加筋補(bǔ)強(qiáng)。通過在軟土地基中加入相關(guān)的條帶、纖維或網(wǎng)格等筋材，并使其與土質(zhì)充分融合過后形成復(fù)合土基，可有效提升市政道路路基的抗剪能力；2.應(yīng)力分散。由于土工合成材料具有較高的強(qiáng)度和一定的韌度，因此將其放置在土層中，可與軟土地基形成一個(gè)整體，通過自身的特性有效降低軟土地基的變形問題，有效減輕軟土地基的沉降問題；3.隔離作用。將土工合成材料鋪設(shè)在軟土層上，如防滲膜等，可有效降低軟土壤中天然水的滲透，在路基填料與軟土土質(zhì)之間形成有效的防水保護(hù)層，有效增強(qiáng)路基整體強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。

（八）應(yīng)用換填技術(shù)開展施工，確保路基的質(zhì)量

軟基施工技術(shù)的應(yīng)用，可以替換軟土路基中的全部軟土。對于普通松填土來說，如果原土中含水量并不高，原土土壤可以滿足路基的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，則可以利用翻壓換填的方法進(jìn)行施工，利用換填技術(shù)對土壤實(shí)施開挖作業(yè)，并利用原土進(jìn)行回填。在回填期間可以利用分層壓實(shí)的方法，對回填土的厚度管理。在壓實(shí)之前，控制松填土的厚度在40cm以內(nèi)。此外，在壓實(shí)過程中，也要對壓實(shí)度實(shí)施檢測，若是深度高于1.5m，回填土的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到93%，深度應(yīng)達(dá)到93%。如果深度在80-150cm時(shí)，回填的壓實(shí)度需達(dá)到96%。如果原土無法滿足應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，需要借土來進(jìn)行換填。需要注意的是，在應(yīng)用換填技術(shù)開展施工時(shí)，若是軟土層出現(xiàn)含水量過高以及滲水問題，必須預(yù)先選擇高硬度材料以及性能較佳的材料，例如石子等材料，利用逐層壓實(shí)的方法施工，可確保道路建設(shè)的質(zhì)量。

（九）加筋地基法

加筋地基法是指挖空施工范圍內(nèi)存在于地基下方的軟土層，再于該處鋪設(shè)加筋墊層（通常以土工合成材料、粗砂、石子等為基礎(chǔ)材料，按特定的比例共同混合而成）。該結(jié)構(gòu)具有抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)，有助于提高地基的承載力。施工中，要先在軟基上鋪設(shè)砂礫墊層，厚度以300mm為宜；再于上方鋪筑1層有紡?fù)凉げ?；最后鋪設(shè)厚度至少達(dá)250mm的砂礫墊層和格柵。在合理施工加筋墊層后，可以提高地基的穩(wěn)定性以及耐久性，從而保證地基在雨水侵蝕等特殊的環(huán)境中依然可維持穩(wěn)定的狀態(tài)。

（十）深化路基路面設(shè)計(jì)質(zhì)量

在某些工程項(xiàng)目的路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理工作中，設(shè)計(jì)人員肩負(fù)著重要的責(zé)任，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)水平和自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量息息相關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)效果，在充分了解施工現(xiàn)場軟基實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，組織和開展設(shè)計(jì)工作。注意在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中，如果工程項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)有河流或者護(hù)坡，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)綜合考慮路基路面的穩(wěn)定性問題，并加大對路基中含水量的檢測；如果在對施工現(xiàn)場的勘察工作中發(fā)現(xiàn)部分地質(zhì)條件無法滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，采取具有針對性的改善措施，以此避免和減少路基路面不均勻問題，保證施工現(xiàn)場工作人員的安全性。

三、結(jié)語

在高速公路施工中應(yīng)該加強(qiáng)對軟基施工的重視，在保障良好施工效率和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保障道路交通安全，防止給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來損失。軟土地基在孔隙比、含水量、壓縮性等方面具有明顯的差異性，因此在施工中應(yīng)該根據(jù)軟土地基的類型選擇合理的加固處理技術(shù)，以提高高速公路整體質(zhì)量成效。