高速公路軟土路基處理技術(shù)研究

崔 楠

百色學(xué)院，廣西 百色 533000

1 軟土路基施工中存在的問題

1.1 路基不均勻沉降

由于軟土路基在該項目占的比重較大，軟基處理不當(dāng)難免會出現(xiàn)病害，路基的不均勻沉降就是其中的一種。K69+860～K70+200段的軟土路基主要穿過大片經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)，大面積的種植土因含水率高，透水性能差，土壤強度低變形大，抗剪強度低，對公路路基的施工質(zhì)量造成了不利影響，如果施工不當(dāng)，在路基自重和外部荷載的作用下，軟土路基具有較強的流變性，在剪應(yīng)力作用下產(chǎn)生剪切變形，主要表現(xiàn)為路基的較大沉降或不均勻沉降。

1.2 橋頭跳車

由于構(gòu)造物與路堤背面的不均勻沉降，路面和橋臺高程突變，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。K73+515天河3號大橋為跨河橋梁，在橋頭兩端為水田，由于該區(qū)有河流流經(jīng)，地下水豐富且埋藏淺，土壤又以水稻土為主，該類土黏性大，含水率很高，排水性差，不易固結(jié)，在處理過程中需重點處治。在車輛對橋臺臺背反復(fù)沖擊下，臺背混凝土較早出現(xiàn)破損現(xiàn)象，高速行駛的車輛經(jīng)過橋頭時，車輪上下跳動，從而使得車內(nèi)人員產(chǎn)生極不舒適感，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致車輛失控而發(fā)生交通事故。

1.3 路基邊坡滑塌失穩(wěn)

在K70+500左側(cè)的路基邊坡產(chǎn)生了滑塌的現(xiàn)象，該段路基原為種植土需要挖出換填，而換填后邊坡防護(hù)不到位，邊坡上方又是種植區(qū)土層松軟，雨天雨水滲入土體，加重了土的重量，土體強度、黏結(jié)度進(jìn)一步下降，土體間間隙變大，而且流水會不斷沖刷下部坡腳，削弱斜坡的支撐部分，導(dǎo)致雨后邊坡土極不穩(wěn)定，出現(xiàn)多條大裂縫甚至產(chǎn)生滑塌，給施工帶來不便的同時還為邊坡的穩(wěn)定性埋下了巨大的隱患。

2 產(chǎn)生軟土路基病害的原因

2.1 產(chǎn)生路基不均勻沉降的原因

（1）基底處理不當(dāng)?？撤淠镜母捅硗廖唇?jīng)完全處理，現(xiàn)場基坑仍殘留著草根等雜物。地面橫坡大于1∶5的路段，未能按照規(guī)定的要求在路基回填前將其挖成臺階的形式，使得回填的材料與基底結(jié)合不緊密、不結(jié)實。在填筑路堤前，原地面壓實不足，導(dǎo)致出現(xiàn)車轍和地面起伏不平整現(xiàn)象，壓實度不能滿足規(guī)范要求。

（2）路基壓實度不足。壓實次數(shù)不合理，一般情況下采用壓路機壓實石料鋪筑層6～10遍，壓實填土鋪筑層6～8遍，而該工程利用壓路機壓實次數(shù)多為5～6遍，故壓實次數(shù)達(dá)不到要求。壓路機質(zhì)量較小，以填石為例，由于石塊粒徑、質(zhì)量較大，按規(guī)定要求應(yīng)選用自身重量比較大的重型振動機進(jìn)行壓實，或使用重錘夯打擊實，或使用重量在35～50t的輪胎壓路機進(jìn)行壓實，才能使路基填料緊密結(jié)合，壓實狀態(tài)良好。該工程段采用的是26t的輪胎壓路機和32t的羊足碾配合進(jìn)行碾壓，故壓路機質(zhì)量偏小。路基填筑寬度不足，按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行路基施工時，每一填筑層兩側(cè)均應(yīng)超寬30～50cm填筑、碾壓密實，而現(xiàn)場未能按要求對路基邊緣部位進(jìn)行加寬填筑壓實處理。受到路基施工中暗埋式結(jié)構(gòu)物長度的影響，路基邊緣無法進(jìn)行加寬填筑壓實處理，使該部位邊緣處得不到充分壓實。最大松鋪厚度一般在10～30cm，該路段松鋪厚度控制不嚴(yán)，出現(xiàn)了填土松鋪厚50cm、填石厚70cm的情況，松鋪厚度過大，碾壓不均勻。

（3）施工方法不當(dāng)。由于項目實行的是大分包模式，路基施工也是由幾家不同單位分段負(fù)責(zé)，易出現(xiàn)勞動隊伍質(zhì)量意識不夠、服務(wù)水平高低不一、現(xiàn)場管理人員管理不嚴(yán)、現(xiàn)場施工員與勞動隊伍進(jìn)行施工作業(yè)技術(shù)交底交接不徹底，以及工人技術(shù)不熟練等情況，最終導(dǎo)致施工質(zhì)量不合格。K69+860～70+200段現(xiàn)場施工從左往右卸料并進(jìn)行碾壓，碾壓未到達(dá)路基邊緣，現(xiàn)場填筑厚度為70cm，這與規(guī)定要求的水平分層，縱向分段，先兩側(cè)后中間，在全寬范圍內(nèi)分層填筑并超寬填筑30～50cm不符，且填料中石塊粒徑大小不一，含有樹根、草根等雜質(zhì)。施工過程中四周未挖水溝，排水設(shè)施不完善，導(dǎo)致連續(xù)下雨之后路基積水嚴(yán)重，積水無法及時被排出，浸入路基內(nèi)部進(jìn)一步侵蝕，造成水囊現(xiàn)象，雨過天晴時在未排干現(xiàn)場積水的情況下就直接填筑，導(dǎo)致土壤中的含水率失控，造成隱患，易引起不均勻沉降。

2.2 產(chǎn)生橋頭跳車的原因

（1）天然路基沉降。K73+515天河3號大橋為跨河大橋，河寬水深，橋頭兩岸地下水位較高，土壤的天然含水率較高，土地類型為水田，土壤具有含有機質(zhì)、壓塑性高、抗剪強度低的特點。因此，在路基自重和外來的荷載作用下，橋頭與路基銜接處的路基產(chǎn)生了壓縮變形，導(dǎo)致路基沉降。

（2）臺后填料壓實度不合。天河3號大橋橋臺施工完成后要進(jìn)行臺背回填，但由于橋梁構(gòu)造物容易破壞，不宜采用大型機器振搗壓實，現(xiàn)場采用小型機械或人工振搗，由于壓力不夠或振動碾壓頻率太低，緊靠橋臺的填土壓實度難以達(dá)到規(guī)范要求。

（3）施工管理不當(dāng)。天河3號大橋現(xiàn)場施工管理人員監(jiān)管不力，未及時對施工中出現(xiàn)的彈簧、松散、起皮等問題缺陷進(jìn)行處理。施工過程中勞務(wù)隊伍盲目趕進(jìn)度而沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行施工壓實，質(zhì)量意識薄弱。機械操作員未按正確的方法使用儀器，振動頻率和碾壓次數(shù)不符合相關(guān)要求，工作中沒有按照壓實要求進(jìn)行壓實。

2.3 產(chǎn)生路基邊坡滑塌失穩(wěn)的原因

（1）設(shè)計不合理。以K70+500處為例，路塹邊坡屬于受雨水浸入后容易失穩(wěn)的土，故應(yīng)采用坡度較小的邊坡，設(shè)計坡度為1∶0.3，過陡，且未對固坡方式進(jìn)行有效設(shè)計，導(dǎo)致土體在長時間日曬雨淋后變得更加松散，從而引發(fā)滑坡。

（2）施工過程不規(guī)范。換填土?xí)r清淤不徹底，填土速率過快，未及時記錄施工沉降和側(cè)向位移觀測情況。路基頂面排水不暢，路基填筑層寬度不到位，小于規(guī)范要求的有效寬度。當(dāng)路基填挖交界處出現(xiàn)1∶5的地面陡坡時，未能嚴(yán)格按照挖臺階的形式予以處理，導(dǎo)致因原狀土和填料的密度差異使兩者之間不能緊密結(jié)合。

3 軟土路基問題治理措施

3.1 路基不均勻沉降治理措施

認(rèn)真檢查現(xiàn)場并對軟弱土層進(jìn)行徹底清除，確?；颖砻嫫秸麩o淤泥、垃圾、草根、樹根等雜質(zhì)，更換良性土壤后重新碾壓。對于地面橫坡大于1∶5的路段，路堤填筑前土基要根據(jù)要求挖成臺階，寬度不小于1m，并在路堤填筑前充分壓實原始地面。

提高路基壓實遍數(shù)，達(dá)到設(shè)計要求的次數(shù)，增加碾壓頻率，嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行30～50cm超寬填筑，保證壓實寬度符合相關(guān)要求。填土應(yīng)分層填筑，分層壓實，每層的厚度不超過30cm（填石不超過50cm），并碾壓均勻。

3.2 橋頭跳車治理措施

橋頭兩端多為軟土，需根據(jù)現(xiàn)場實際情況并結(jié)合設(shè)計要求對橋頭跳車現(xiàn)象進(jìn)行治理，可采取換填片石法。一方面軟土層較淺，不需要進(jìn)行深挖，另一方面項目有碎石場，片石原料易取，造價成本較低，換填片石后，路基承載力能滿足要求。對于一般黏土也可進(jìn)行開挖翻曬，待土質(zhì)曬到最佳含水量時再進(jìn)行回填，回填土的上層留60cm厚的石灰土進(jìn)行填充壓實，提高填筑材料的壓實度，并分層水平填筑，每一層的厚度要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，不可偏大。對于臺背不易壓實的區(qū)域，要采用合適的組合機械，例如光輪壓路機和羊足碾組合，先用重型光輪壓路機壓，再用羊足碾進(jìn)行碾壓，增加壓實遍數(shù)，提高振動碾壓頻率，保證填土的密實質(zhì)量。

3.3 路基邊坡滑塌失穩(wěn)治理措施

路基設(shè)計時，要充分考慮洪水和水位變化對使用年限內(nèi)路基穩(wěn)定產(chǎn)生的影響。邊坡設(shè)計要合理，對于地面坡度陡于1∶2.5的路堤段，要結(jié)合地形地質(zhì)、邊坡高度等進(jìn)行綜合考慮，設(shè)置現(xiàn)澆混凝土護(hù)腳和擋土墻等支擋設(shè)施，以保證路基穩(wěn)定。此外，還需規(guī)范施工過程，確保軟土處理深度、寬度符合相關(guān)要求，及時發(fā)現(xiàn)暗溝、暗塘并進(jìn)行妥善處理。嚴(yán)格控制填土速率，保證有足夠的時間讓路基完成沉降，及時做好沉降觀測和側(cè)向位移觀測的記錄。設(shè)置導(dǎo)流、防護(hù)設(shè)施，減少洪水對路基的沖刷侵蝕，同時減少地表水、地下水，提高路基的水穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

文章以某高速公路的軟土路基處理為案例，總結(jié)了軟土路基工程施工過程中的常見病害，并具體分析了產(chǎn)生病害的原因，然后提出了具有針對性的病害治理措施。具體結(jié)論如下：（1）項目路線所經(jīng)區(qū)域存在復(fù)雜多變的地形地質(zhì)條件，沿線跨越河流、深谷，當(dāng)?shù)貧夂蛑饕獮閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏天雨熱同期，易產(chǎn)生洪澇，增加了施工難度；（2）路基不均勻沉降、橋臺跳車、路基邊坡滑塌失穩(wěn)是項目軟基處理過程中出現(xiàn)的幾個問題，需針對這些問題采取相應(yīng)的治理措施；（3）大部分軟土區(qū)域軟土層較淺，不需要深挖，并且沿線有固定的石場，稍微加工后即為良好填料，因此可采取換填片石法，且該方法操作簡單，工期短，造價低。