高速公路施工中的軟土路基施工技術(shù)分析

文/段喜東

1 前言

從客觀角度來看，軟土路基施工建設(shè)難度系數(shù)比較高，同時容易受到外界環(huán)境的干擾和作用。在工作部署和落實(shí)過程中，我們應(yīng)當(dāng)從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，不能簡單停留在當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)利益和工作成效上，最終造成與施工建設(shè)的根本目標(biāo)相脫節(jié)，給施工企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響施工建設(shè)的相關(guān)進(jìn)程，進(jìn)而給軟土路基施工建設(shè)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。除此之外，軟土路基施工建設(shè)應(yīng)當(dāng)從實(shí)際情況出發(fā)，針對不同環(huán)境變化進(jìn)行靈活改變，充分結(jié)合利用多種施工技術(shù)，確保施工手段和數(shù)據(jù)的科學(xué)合理性，為軟土路基施工質(zhì)量提升夯實(shí)基礎(chǔ)，提高我國高速公路建設(shè)水平和效率。

2 軟土路基的相關(guān)特性

2.1 軟土間隙較大、水量充足

軟土是由黏土和淤泥共同組成的，其空間距離較大、容易吸收和儲存水分。軟土中所包含的有機(jī)物在沉降過程中變成絮狀結(jié)構(gòu)，在絮狀結(jié)構(gòu)的作用下，軟土吸收存儲的水分過高。通常狀況下，軟土含水量維持在36%～80%。在外界負(fù)荷和作用力的影響下，軟土路基容易產(chǎn)生形變和沉降[1]。土壤中水分過高，軟土路基對剪力的承受能力會大幅下降，高速公路會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，加快軟土路基的沉降速率。因此，施工單位要不斷強(qiáng)化軟土路基夯實(shí)處理工作，通過對軟土結(jié)構(gòu)特性的準(zhǔn)確把握，優(yōu)化完善施工方案，降低由于軟土層含水量過高、軟土間隙較大導(dǎo)致的沉降概率，同時施工單位還要結(jié)合實(shí)際情況對軟土地基進(jìn)行夯實(shí)加固。

2.2 軟土強(qiáng)度低、滲透作用不明顯

軟土具有很強(qiáng)的組織結(jié)構(gòu)，在受到擠壓和震動時內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷，最終造成軟土土壤強(qiáng)度降低。外界作用力的干預(yù)影響下，土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，出現(xiàn)土質(zhì)疏松和流動情況。軟土壓縮模量控制在4Pa以下，軟土土壤出現(xiàn)容易壓縮、不容易滲透的情況，軟土壓縮性和液限指數(shù)成正相關(guān)[2]。軟土滲透性較低時，軟土承載能力和負(fù)荷情況會降低，施工單位需要進(jìn)行軟土地基加固。

2.3 軟土抗剪強(qiáng)度低

軟土結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度普遍不高。在通常狀況下，軟土抗剪強(qiáng)度在20MPa 以下，溫度較低時會產(chǎn)生內(nèi)摩擦現(xiàn)象。另外，軟土結(jié)構(gòu)本身負(fù)荷能力不高，且存在排水固結(jié)現(xiàn)象，在這些綜合因素的作用下軟土抗剪強(qiáng)度會受到很大影響，并隨著排水固結(jié)的速度變化而變化。

3 高速公路軟土路基施工建設(shè)的研究

3.1 軟土路基施工建設(shè)存在的問題

在軟土路基上進(jìn)行高速公路修建時，會受到諸多因素的干擾，集中體現(xiàn)在軟土特性等綜合影響當(dāng)中，容易出現(xiàn)的問題主要分為：

3.1.1 軟土路基容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象

在軟土路基上修建高速公路最容易發(fā)生的就是路堤滑坡現(xiàn)象，造成路堤滑坡的主要原因有土質(zhì)疏松地基不牢固等情況，在受到外界強(qiáng)大作用力時就會產(chǎn)生塌陷，對過往車輛安全行駛十分不利。這種情況的發(fā)生引起了社會各界的重視和研究，而要想徹底改善軟土地基高速公路修建質(zhì)量，就必須提升軟土地基的牢固性和堅(jiān)固程度。

3.1.2 軟土路基容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象

高速公路軟土地基沉降通常發(fā)生在路堤填土工作結(jié)束后。路堤下降容易造成嚴(yán)重的交通事故，甚至引發(fā)大規(guī)模車禍現(xiàn)象。有關(guān)部門要做好路基沉降管控工作，降低交通事故的發(fā)生，提高高速公路安全平穩(wěn)性能，盡可能減少地基沉降的幅度和影響，通過合理運(yùn)用施工技術(shù)和手段把地基沉降現(xiàn)象控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，提高高速公路的安全性能，降低交通事故和其他安全隱患發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，為人們的出行安全提供強(qiáng)有力的保障[3]。

3.2 軟土路基施工要求和規(guī)范

軟土路基施工要求和規(guī)范非常嚴(yán)格，在施工技術(shù)運(yùn)用中主要包括路基填土技術(shù)、路基壓實(shí)技術(shù)和地基處理技術(shù)等。其中，填土和壓實(shí)工作要求規(guī)范較多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.2.1 填料質(zhì)量的高低關(guān)系到軟土地基結(jié)構(gòu)是否牢固，填料的選擇要科學(xué)規(guī)范，選用符合高速公路實(shí)際建設(shè)需求和標(biāo)準(zhǔn)的填料進(jìn)行操作。

3.2.2 對于水分充足的軟土地基進(jìn)行高速公路修建時，應(yīng)當(dāng)把壓實(shí)度降低，確保壓實(shí)操作準(zhǔn)確合理，控制在有效范圍內(nèi)進(jìn)行，避免大土層顆粒互相排斥，干擾壓實(shí)操作。

3.2.3 軟土路基施工建設(shè)需要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行相關(guān)操作，壓實(shí)處理工作需要依靠噸位較大的壓路機(jī)反復(fù)操作，增強(qiáng)地基壓實(shí)度和強(qiáng)度。軟土地基處理工作時，施工單位應(yīng)從現(xiàn)場軟土特性情況出發(fā)，制定合理的地基加固方案，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)和手段，最大限度保障地基軟土層堅(jiān)固不受損害。

4 高速公路軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 降低軟土地表含水量

軟土含水量過高容易影響內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生軟土路基不牢固不穩(wěn)定現(xiàn)象。為了加快施工建設(shè)進(jìn)程，施工單位要對軟土地基進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，例如：排水、換填料等，進(jìn)一步加固軟土地基強(qiáng)度和硬度，提高軟土地基的抗壓抗震能力[4]。施工單位應(yīng)對軟土地基進(jìn)行相應(yīng)的填土工作，提高軟土負(fù)荷承載能力和抗壓抗震效果。通常情況下，軟土地基表層土壤性能較高，在含水量過高的作用效果中，負(fù)荷承載能力大幅下降、地表強(qiáng)度也在逐步降低。施工單位可以適當(dāng)開挖槽溝把地表水集中排出，降低軟土地表含水量，增加其強(qiáng)度。軟土地表水排出工作結(jié)束后，施工單位要進(jìn)行槽溝回填工作，避免后續(xù)施工建設(shè)進(jìn)程受到影響和干擾。

4.2 做好砂墊層壓實(shí)處理工作

軟土砂墊層區(qū)域厚度較小、透水性非常強(qiáng)。由于砂礫性能質(zhì)量比土壤高，因此能夠加快土層施工建設(shè)。在具體建設(shè)時，施工單位要密切關(guān)注砂墊層厚度，確保其厚度符合科學(xué)性和規(guī)范性，保證砂墊層透水性能各項(xiàng)表現(xiàn)均為良好。為了滿足高速公路建設(shè)相關(guān)要求，施工單位要定期對排水情況、負(fù)荷能力進(jìn)行檢測；同時，施工單位還要做好清潔工作，針對砂墊層鋪設(shè)工作降低泥土成分含量。砂礫表層要處于濕潤狀態(tài)，施工單位應(yīng)做好持續(xù)噴灑水分工作，并進(jìn)行砂墊層壓實(shí)，確保砂墊層性能優(yōu)勢充分發(fā)揮，提升后期施工建設(shè)的進(jìn)程和質(zhì)量。

4.3 加固軟土地基軟黏土成分

軟黏土主要是由淤泥組成的，性質(zhì)結(jié)構(gòu)相對活躍、缺乏穩(wěn)定性。在軟土路基上進(jìn)行高速公路修建時，施工單位需要把水泥、石灰等建筑材料投放到軟土地基當(dāng)中，提高軟土路基的牢固性和穩(wěn)定程度。具體施工過程中，施工單位要用大型施工設(shè)備進(jìn)行材料加工，例如：通過攪拌機(jī)對固化劑、其他建筑材料和黏土進(jìn)行攪拌固化，不同材料的作用混合形成整體性能較高、質(zhì)量效果穩(wěn)定的軟土路基。固化劑對黏土的作用能夠改變土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，增加黏土的各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)性能，為高速公路建設(shè)提供健康良好的施工環(huán)境。

4.4 增強(qiáng)軟土路基抗剪強(qiáng)度

軟土路基黏性土壤處理工作應(yīng)當(dāng)把排水作為主要內(nèi)容，增加排水裝置安裝量，提升施工效率，加快施工進(jìn)度。施工單位要通過現(xiàn)場土質(zhì)情況、施工計(jì)劃選用施工材料。為了盡可能避免排水時地基出現(xiàn)沉降，施工單位要加強(qiáng)填土工作力度，確保填土位置的穩(wěn)定牢固。通過砂井開展排水工作時，施工單位要對排水技術(shù)手段、排水路徑做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)檢測施工沉降數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告對砂井進(jìn)行安排設(shè)計(jì)，并選擇合理的施工手段進(jìn)行規(guī)范建設(shè)。施工單位要盡可能地保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，只有科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能檢驗(yàn)施工方案是否切實(shí)可行；否則會造成砂井排水不通暢，從而干擾整個施工建設(shè)進(jìn)程。

4.5 利用粒料樁擠密加固技術(shù)增強(qiáng)地基牢固性

粒料樁擠密加固技術(shù)能夠增強(qiáng)地基牢固程度，避免地基出現(xiàn)晃動松散，從根本上解決高速公路開裂等安全問題。粒料樁擠密加固技術(shù)是通過振沖器的輔助作用，把碎石、卵石壓入軟土地基。施工人員應(yīng)結(jié)合排水降壓方式和擠密技術(shù)對軟土地基進(jìn)行進(jìn)一步加固，增加地基的牢固程度和抗壓能力。在具體操作過程中，施工人員要嚴(yán)格按照高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，確保符合實(shí)際情況和科學(xué)要求。例如：按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對碎石、卵石質(zhì)量進(jìn)行篩選，控制好施工材料的泥土含量，詳細(xì)設(shè)計(jì)填料工作和留振操作，確保樁體牢固穩(wěn)定不被動搖。另外，施工單位還可以對粒料樁擠密技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，提高軟土路基整體承受能力和負(fù)荷功效。

5 結(jié)語

綜上論述，在軟土地基上修建高速公路需要從多個角度出發(fā)考慮問題，可以通過提高軟土路基的牢固性和堅(jiān)固程度，保障高速公路的安全性；從實(shí)際情況出發(fā)改善軟土地基含水量高、抗剪強(qiáng)度差、滲透性較低等問題，施工單位要進(jìn)行全方位、立體化施工安排，根據(jù)施工現(xiàn)場土壤地質(zhì)的不同情況優(yōu)化調(diào)整技術(shù)，確保施工技術(shù)符合施工實(shí)際環(huán)境，加快高速公路施工建設(shè)進(jìn)程，為推動我國高速公路事業(yè)建設(shè)和發(fā)展創(chuàng)造有利的環(huán)境空間。