高速公路建設(shè)中路基軟基處理的質(zhì)量控制分析

易志遠(yuǎn)

（廣州市公路實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

我國領(lǐng)土面積較為廣闊，因此高速公路工程的施工環(huán)境也是復(fù)雜多樣的，由于受到不同地質(zhì)條件的影響，導(dǎo)致軟土地基問題十分常見，如果不能做好及時(shí)處理，便會給高速公路的后續(xù)施工造成影響，埋下安全隱患。對此相關(guān)部門應(yīng)該提高重視，結(jié)合軟土路基的具體特點(diǎn)進(jìn)行針對性的加固和處理，強(qiáng)化軟土路基的性能，在保證路基施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上為我國的道路交通行業(yè)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

1 高速公路路基軟基的介紹

1.1 路基軟基的概念

公路路基軟基指在一些承載力較差、含水量較大的軟土地質(zhì)路段修建的路基。這類軟土通常土質(zhì)顆粒細(xì)小，吸附水能力較強(qiáng)，不易瀝水，因此一旦周圍環(huán)境過于潮濕，便會導(dǎo)致土壤長時(shí)間處于水分飽和的狀態(tài)。而其中存在的水分也會增大土壤顆粒之間的潤滑度，導(dǎo)致土壤顆粒間有效應(yīng)力下降，這樣一來土壤顆粒便會容易滑動(dòng)。在這種路段修建公路路基，很容易由于土壤出現(xiàn)不均勻沉降導(dǎo)致路面損壞。

1.2 軟土路基的特征

1.2.1 孔隙較大

軟土路基指“土質(zhì)較軟”的路基，對這種路基一旦處理不當(dāng)，就會導(dǎo)致公路出現(xiàn)斷裂和坍塌的風(fēng)險(xiǎn)增加。之所以會出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)橥寥缹觾?nèi)部的水分較多，砂粒間孔隙較大，因此導(dǎo)致路基穩(wěn)定性較差。

1.2.2 含水量高

軟土路基之所以稱為軟土路基，主要是由于這種路基底層有很多淤泥，比普通土層的內(nèi)部含水量更大，導(dǎo)致路基穩(wěn)定性較差，容易在施工過程中出現(xiàn)各種安全事故。

1.2.3 透水性差

軟土路基和普通土層相比排水性能和透水性能不是很好，如果在施工過程中不能得到合適的處理，便會影響后續(xù)項(xiàng)目的順利推進(jìn)。

1.2.4 壓縮性強(qiáng)

軟土路基中土層空隙較大，所以穩(wěn)定性較差、壓縮性較強(qiáng)，一旦受到較大的外界壓力，便會導(dǎo)致路基出現(xiàn)塌陷和變形的情況，容易增加高速公路坍塌的發(fā)生概率。

1.3 軟土路基的危害

在高速公路施工過程中，軟土路基所造成的危害存在一定的不可預(yù)見性，所造成的不良影響是很大的。通常情況下，由于軟土路基的種類不同，所造成的安全隱患也存在一定差異，一旦不能得到良好處理，就會影響高速公路施工的順利推進(jìn)，最終造成不可估量的危害和損失。

2 高速公路施工中路基軟基處理存在的問題

對于高速公路施工來說，關(guān)于路基軟基的處理，從目前實(shí)際情況來看還存在以下問題：

2.1 抗?jié)B透能力問題

軟土路基通常具有較強(qiáng)的抗?jié)B透能力，因此對于軟土路基的處理，透水性的處理是一個(gè)重要問題。通常情況下，軟土路基透水性并不是很強(qiáng)，滲透系數(shù)的豎向值大多為100，因此會在一定程度上影響土層水質(zhì)的排放，而且在實(shí)際施工過程中，也會由于這種抗?jié)B透能力問題影響路基沉降系數(shù)，不利于土層水分的正常排放，導(dǎo)致土壤抗壓能力較差。

2.2 路面開裂

對于軟土路基的處理，在整個(gè)操作過程中，土層之間縫隙會逐漸增加，導(dǎo)致土壤空隙不夠均勻，增加路基的沉降系數(shù)。由于路基出現(xiàn)不均勻沉降，也會導(dǎo)致路面出現(xiàn)開裂問題。

2.3 路面沉降

對于軟土路基的處理，如果沒有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展施工操作，就會導(dǎo)致道路在投入使用之后出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。一些施工隊(duì)伍對于軟土地基結(jié)構(gòu)并未合理把控，所選擇的材料不符合施工需求，導(dǎo)致路基施工剛度較差，致使路基形狀發(fā)生變化，影響過往車輛的正常行駛，縮短道路的使用壽命。

導(dǎo)致這種情況的主要原因是路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，施工人員沒有做好實(shí)地考察，因此不能準(zhǔn)確判斷土層位置，沒有結(jié)合地質(zhì)情況采取合理的施工和處理措施。

3 高速公路路基施工中軟土路基的處理方法

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路施工技術(shù)水平明顯提升，使軟土地基的施工技術(shù)也得到了創(chuàng)新和改進(jìn)。但是針對當(dāng)前存在的問題，還需要做出優(yōu)化，過程中可以采取如下策略：

3.1 孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法

“強(qiáng)力夯實(shí)”是這種方法的關(guān)鍵所在。在應(yīng)用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法的過程中需要以異型重錘為主要設(shè)備，以深層強(qiáng)夯的方式來對填料進(jìn)行固結(jié)處理。這種方法的使用一定要結(jié)合施工現(xiàn)場土質(zhì)的具體情況進(jìn)行，結(jié)合實(shí)際需要采取不同的措施，從根本上增強(qiáng)樁體的強(qiáng)度。

通常情況下，這種方法主要適用于地下水較為豐富的地區(qū)，能夠有效避免路基出現(xiàn)變形和沉陷的情況，同時(shí)還可以在一定程度上增強(qiáng)路基的承載能力。

3.2 砂石樁法

砂石樁法主要是針對散砂、黏土、雜填等土質(zhì)。過程中首先液化，然后再固結(jié)，以此增強(qiáng)巖土層的壓縮性，增大巖土層的密度，保證巖土層擁有一個(gè)更好的固結(jié)狀態(tài)，這樣可以強(qiáng)化路基的承載能力。

3.3 預(yù)壓法

預(yù)壓法是一種十分常見的路基處理方式，這種方式應(yīng)用得比較廣泛，而且具有一定的預(yù)見性。預(yù)壓法指在實(shí)際施工過程中，通過適當(dāng)?shù)念A(yù)壓增加地表的荷載應(yīng)力，以此達(dá)到縮小巖土層中空隙的目的，并在此基礎(chǔ)上增加巖體密度，有效排出其中水分。根據(jù)預(yù)壓操作的具體方式，可以將預(yù)壓法分為真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種不同的方式。

3.4 粉煤灰吹填法

粉煤灰吹填法具有較強(qiáng)的透水性，所以用這種方法可以有效達(dá)到縮短工期的效果，也能控制成本的投入，效果比較明顯。

3.5 土擠密樁法

土擠密樁法通常比較適用于以雜填土、濕陷性土、素填土等為主的路基施工過程中，適合用來處理深度在5～14m 的路基，可以有效強(qiáng)化軟土路基的穩(wěn)定性和承載能力。

3.6 換填墊層法

換填墊層法在實(shí)施過程中需要控制好砂墊層和砂石墊層的底部高度。如果二者存在高度上的差異，需要先選擇一層進(jìn)行施工，然后再開展另一部分的施工操作。但這一過程中需要注意的是，要做好每部分之間接頭位置的斜坡?lián)v實(shí)，并控制好每一層之間的間距。

3.7 夯實(shí)水泥土樁法

夯實(shí)水泥土樁法在應(yīng)用的時(shí)候成本較低，而且不需要消耗過多的時(shí)間，所以目前應(yīng)用比較廣泛。在應(yīng)用這種方法的時(shí)候，施工后容許沉降值如表1所示。

表1 施工后容許沉降值

3.8 振動(dòng)沖水法

相較于其他方法來說，振動(dòng)水沖法需要按照一定的順序進(jìn)行。首先打孔，然后應(yīng)用適量的水泥和砂石對路基進(jìn)行加固處理。在操作過程中要制定好施工計(jì)劃，并按照計(jì)劃內(nèi)容執(zhí)行。由于這種方法需要特殊的打孔設(shè)備，所以整體來看需要投入較多的施工成本。

3.9 豎向排水體

豎向排水體也是處理軟土地基的一種有效方法，通常情況下適用于深度大于3m 的軟土地基。在應(yīng)用豎向排水體方法處理淤泥質(zhì)土的時(shí)候，適合與加載預(yù)壓或真空預(yù)壓方案聯(lián)合使用。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要采用袋裝砂井和塑料排水板。袋裝砂井和塑料排水板可采用沉管式打樁機(jī)施工(圓形套管)，塑料排水板也可用插板機(jī)施工(宜矩形套管)。宜配置能夠檢測排水體施工深度的設(shè)備。

4 高速公路建設(shè)中路基軟基處理的質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量

材料的控制對于高速公路路基施工建設(shè)來說有著重要影響。在軟土路基施工中，對于材料的選擇必須嚴(yán)格控制，盡量選擇容易挖取、便于運(yùn)輸且不會影響周圍自然環(huán)境的自然土質(zhì)作為填料。在選料之前要對土樣進(jìn)行抽檢試驗(yàn)，按照相關(guān)要求進(jìn)行物理學(xué)試驗(yàn)分析，并保證填料的最佳含水量和最大干密度符合相關(guān)要求。在挖取填料的過程中要及時(shí)清除垃圾雜物，對于不適合做填筑材料的表土要清理干凈，盡量選擇砂性土，這類土質(zhì)顆粒較粗，具有很高的彈性模量，所以可以更好地強(qiáng)化軟土路基的土層性能，更容易滿足路基施工需求。

4.2 控制路基強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

對于高速公路建設(shè)來說，在路基的施工方面強(qiáng)度和沉降既是一項(xiàng)重要參數(shù)，也是路基施工過程中的關(guān)鍵因素。關(guān)于路基強(qiáng)度的設(shè)計(jì)必須考慮到工程實(shí)際情況并適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)嚴(yán)格控制路基沉降值，確保其在規(guī)定范圍內(nèi)，這樣才能更好地強(qiáng)化路基施工質(zhì)量。

4.3 優(yōu)化路基施工方案

在進(jìn)行路基設(shè)計(jì)的過程中，地質(zhì)勘察報(bào)告既是一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是保證路基施工方案合理性的關(guān)鍵依據(jù)。在整個(gè)施工設(shè)計(jì)開展工作中，相關(guān)人員一定要靈活運(yùn)用各種理論知識和施工經(jīng)驗(yàn)，保證施工方案的科學(xué)性與合理性。在具體操作過程中，要結(jié)合各項(xiàng)施工指標(biāo)和數(shù)據(jù)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上選擇最合理的施工方案。

4.4 控制路堤填筑的沉降速率

4.4.1 控制最大沉降速率

在處理軟土路基的過程中，對于路堤的填筑，一定要嚴(yán)格限制路堤填筑最高速率，防止路基出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。通常情況下，一般路堤填筑速率應(yīng)滿足：沿路堤中線原地面沉降速率每晝夜不大于10～15mm，坡角水平位移每晝夜不大于0.5cm。對于每一層的填筑都要及時(shí)觀測，加強(qiáng)整個(gè)過程的動(dòng)態(tài)控制。

4.4.2 控制路堤填筑過程的失穩(wěn)條件

在施工中要控制好路堤填筑過程的失穩(wěn)條件，如果沉降速率大于10mm/d，需要做好及時(shí)的分析總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際情況采取針對性的措施加以改進(jìn)。每加一級荷載后，若路堤在沒有施加第二級荷載前，其斷面中心地表測得的沉降量隨時(shí)間的變化收斂于某一數(shù)值，說明路基保持在一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，反之，則是狀態(tài)不夠穩(wěn)定。

4.5 實(shí)際公路的形狀和需求

在進(jìn)行公路施工的過程中，對于路堤鋪設(shè)的寬度和高度要加以考慮，并結(jié)合實(shí)際情況采取適合的施工技術(shù)。在具體的施工過程中，對于路面的選擇要保證其寬度，如果路堤較低，就不能使用換填法，否則容易增加路面損壞概率。如果路堤整體高度較高，且寬度較窄，這樣就需要處理好下層路基。因此，必須根據(jù)公路實(shí)際形狀選擇施工技術(shù)。

4.6 優(yōu)化路基施工環(huán)境

在高速公路施工過程中，周圍的施工環(huán)境是十分重要的，會在很大程度上影響工程的施工質(zhì)量。環(huán)境因素主要包括附近水源、地質(zhì)條件和周圍氣溫等。如果在軟土路基施工過程中，現(xiàn)場的土質(zhì)較軟，就會導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。所以在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，采取有效方法做好施工現(xiàn)場環(huán)境的優(yōu)化和改進(jìn)，盡可能將環(huán)境因素帶來的不良影響降到最低。

4.7 全面落實(shí)監(jiān)理工作

建設(shè)單位在具體施工過程中要全面落實(shí)施工監(jiān)理工作。恰當(dāng)安排基底防水、排水工作，在處理軟土的時(shí)候，如果基底出現(xiàn)積水現(xiàn)象，要認(rèn)真做好填前清理以及碾壓夯實(shí)工作。指派專業(yè)的監(jiān)理工程師監(jiān)督管理整個(gè)操作過程，加強(qiáng)對于積水的處理，同時(shí)也要嚴(yán)格控制拋石擠淤、清淤或填石找平碾壓等工作，將基底排水、防水工作做好，避免出現(xiàn)帶水作業(yè)的情況。

4.8 保證施工隊(duì)伍資質(zhì)

對工程項(xiàng)目承包人的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格核查，保證施工隊(duì)伍整體水平，確保所有施工人員和技術(shù)人員擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的能力。駐地監(jiān)理工程師要提前對施工隊(duì)伍資質(zhì)水平進(jìn)行審查和考證，確保施工隊(duì)伍可以順利完成所有任務(wù)。同時(shí)也要做好對于施工設(shè)備的檢查，確保所有設(shè)備、器械完好無損，且可以滿足施工具體需求。

5 結(jié)語

綜上所述，對于高速公路施工來說，軟土路基的施工處理十分重要，是公路施工中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工程，更是核心內(nèi)容。但由于軟土路基施工比較復(fù)雜，涉及的操作較多，因此建設(shè)單位需要予以高度重視，做好對于軟土路基特點(diǎn)和性能的分析，然后結(jié)合實(shí)際情況采取有效手段加以處理，從根本上提升軟土路基的整體性能，保證高速公路的施工質(zhì)量。