高速公路施工中的軟土路基施工工藝研究

董東恩

保利長(zhǎng)大工程有限公司 廣東 中山 528400

引言

在對(duì)當(dāng)前我國高速公路的路基情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定性和耐久性比較強(qiáng)。但是受到外界環(huán)境的影響，部分高速公路在施工中還存在質(zhì)量問題，這會(huì)影響其使用壽命。因此，在具體的高速公路施工中，需要加強(qiáng)對(duì)軟土路基的處理，掌握有效的施工方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土路基的加固和改良，進(jìn)而不斷強(qiáng)化高速公路整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1 軟土路基的施工特點(diǎn)

1.1 含水量大

在對(duì)軟土路基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的水分比較多，如果在施工前不對(duì)這些較多的水分進(jìn)行處理，就會(huì)對(duì)路基的整體壓實(shí)質(zhì)量等帶來影響。在開展壓實(shí)工作的時(shí)候，要結(jié)合路面的實(shí)際結(jié)構(gòu)和路基的含水量等對(duì)其進(jìn)行分析。再加上，軟弱路基自身的流動(dòng)性比較大，等到壓實(shí)完成后，其非常容易受到其他因素的應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)坍塌等多種問題，影響高速公路施工的有效性。因此，在具體的施工中要提前對(duì)軟土進(jìn)行及時(shí)處理，強(qiáng)化軟土的密實(shí)度，為路基施工的穩(wěn)定進(jìn)行提供條件[1]。

1.2 滲透性差

軟土屬于一種黏土，其中含有比較多的沙子，所以其在具體的施工中固化速度比較快。再加上，軟土自身的滲透能力比較差，所以即便是處于比較理想的狀態(tài)，也會(huì)受到外界壓力的影響。如果軟土中的有機(jī)質(zhì)含量比較多，就會(huì)大大降低此軟土路基的滲透性。

1.3 強(qiáng)度低

高速公路施工中軟土與黏土的性質(zhì)并不一樣。但是，如果在抗剪能力上對(duì)其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。再加上，公路施工中的軟土路基自身的抗剪能力比較差，這會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的排水能力不斷降低，對(duì)公路工程整體質(zhì)量帶來影響。嚴(yán)重情況下，還會(huì)引發(fā)一些安全問題。這就需要在具體的高速公路施工中，要不斷強(qiáng)化軟土路基的抗剪能力，從而不斷強(qiáng)化此部分內(nèi)容的安全系數(shù)。

1.4 壓縮性強(qiáng)

由于軟土路基中存在非常高的水分，所以在對(duì)其應(yīng)用施工時(shí)，要結(jié)合壓縮的系數(shù)對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液限增加的時(shí)候，其中的壓縮系數(shù)也會(huì)不斷增大。再加上，我國的地勢(shì)比較復(fù)雜，所以在對(duì)軟土路基進(jìn)行處理時(shí)，還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)施工方案的優(yōu)化和制定。

2 分析軟土路基的破壞作用

在高速公路施工前，要想保證其穩(wěn)定性，需要提前對(duì)軟土路基的性質(zhì)路堤外負(fù)載等進(jìn)行分析，不可以讓其小于路基軟土自身的抗剪強(qiáng)度，避免對(duì)整個(gè)路基造成破壞。當(dāng)軟土路基在出現(xiàn)沉降變形時(shí)，其不僅會(huì)影響高速公路整體的施工效果，還會(huì)對(duì)正常的公路交通運(yùn)行帶來影響。

因此，在對(duì)高速公路路基工程內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，要綜合考慮影響軟土路基施工的因素。同時(shí)，相關(guān)的工作人員還要提前對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況進(jìn)行全面調(diào)查和研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赝寥赖奶匦?，?duì)軟土的性質(zhì)進(jìn)行分析。此外，在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)時(shí)，還要結(jié)合路基的實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)施工期間薄弱地段的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土路基施工方案的完善和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降等問題的有效控制。

3 影響公路施工質(zhì)量的原因

3.1 道路的性質(zhì)

如果高速公路的等級(jí)比較高，國家對(duì)此施工的質(zhì)量也有著非常嚴(yán)格的要求。地基作為道路施工中的主要內(nèi)容，所以其要做好地基處理工作，結(jié)合不同的要求對(duì)不同等級(jí)的道路進(jìn)行施工。同時(shí)，在對(duì)公路進(jìn)行建設(shè)時(shí)，還要明確其中的質(zhì)量要求，掌握軟土地基施工中的要求，加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的有效應(yīng)用。在對(duì)等級(jí)比較低的高速公路進(jìn)行施工時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)軟土地基的處理，但是鋪設(shè)流程比較簡(jiǎn)單，能夠在符合施工要求的同時(shí)，強(qiáng)化施工質(zhì)量。因此，如果不存在特殊要求，要對(duì)路面進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，更好地降低施工成本，減少其他因素對(duì)軟土路基的影響。此外，路堤也影響著高速公路施工效果，如果其越高，公路就會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則沉降等現(xiàn)象，這會(huì)大大增加其概率。

3.2 周圍環(huán)境的影響

在對(duì)軟土路基進(jìn)行施工時(shí)，需要綜合考慮影響此部分內(nèi)容的施工因素，避免在具體的施工過程中出現(xiàn)其他的噪音。由于地下水等會(huì)影響此部分內(nèi)容的施工效果，所以在對(duì)不同的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)時(shí)，要分析其周圍的地形環(huán)境，在此基礎(chǔ)上確定施工的方式。當(dāng)公路周圍的環(huán)境比較復(fù)雜，如建筑物等比較多時(shí)，一定要在具體的地基施工中，加強(qiáng)對(duì)沉降的控制，預(yù)防大面積地基沉降等情況的發(fā)生，減少周圍建筑物等外界因素對(duì)整體高速公路施工的影響。

4 高速公路軟土路基施工中的要點(diǎn)

4.1 科學(xué)放樣

在此過程中，施工人員首先要布置和加固灌漿空位，采取措施對(duì)孔位標(biāo)記進(jìn)行編號(hào)。如果其中的土體空隙比較大，這個(gè)時(shí)候漿液的地下擴(kuò)散半徑也會(huì)越來越大。因此，要在具體的施工經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，完善放樣工作，加強(qiáng)對(duì)漿液的控制，將其控制在1.5～3.0m半徑范圍中，并且還要保證注漿孔和間距之間的一致性，在滿足注漿加固條件的基礎(chǔ)上，開展放樣工作。

在此過程中，還要注意對(duì)灌漿孔距和排距的科學(xué)設(shè)置，主要是將其控制在2.0～4.0m左右。此外，還要做好地下調(diào)查等工作，主要是為了保證管線等設(shè)施在具體施工中的有效性。

4.2 制漿

首先施工人員要采取措施保持水泥漿液與水灰之間的比，將其控制在0.75左右。如，某工程在建設(shè)中加強(qiáng)了對(duì)高速剪切等專用制漿設(shè)備的應(yīng)用，這個(gè)時(shí)候施工人員可以根據(jù)漿量，對(duì)其中的水泥和水用量進(jìn)行判斷，保證其均勻攪拌，避免在水泥漿攪拌中出現(xiàn)問題。等到其初凝后，還要對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)，避免離析等情況的發(fā)生。此外，還要在施工中的路堤特征出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)軟土情況和氣溫等因素的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工方案的科學(xué)調(diào)整，進(jìn)而不斷強(qiáng)化整體的加固效果[2]。

4.3 做好灌漿工作

在灌漿的過程中，需要加強(qiáng)對(duì)水泥漿和漿液含量地控制，避免灌漿壓力對(duì)施工效果的影響，主要將其控制在0.1～1.0MPa之間。在此過程中，還要對(duì)灌漿施工流程進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)漿液擴(kuò)散半徑的控制，避免對(duì)整體的軟土路基施工效果帶來影響。此外，還要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)中的軟土地基深淺等，完善初灌和復(fù)灌等工作，從而為高速公路的順利施工提供條件。

5 軟土路基的相關(guān)處理技術(shù)

5.1 換填法

這種方式主要是將軟弱地基進(jìn)行挖除，應(yīng)用透水性以及整體性能比較穩(wěn)定的土質(zhì)完成填筑和壓實(shí)等工作。一般情況下，此處理技術(shù)主要應(yīng)用在軟土路基比較淺的區(qū)域。在此施工中，會(huì)應(yīng)用到比較多的機(jī)械，這就需要施工人員對(duì)其中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行整合，結(jié)合相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)換填施工技術(shù)的有效應(yīng)用，控制軟土路基的深度不能大于3m。在此過程中，還要應(yīng)用換填材料，如二灰土和沙礫等，主要是因?yàn)檫@些材料自身的穩(wěn)定性比較高，其在進(jìn)行完置換后，并不會(huì)對(duì)周圍的土質(zhì)帶來影響。

在具體的換填施工過程中，會(huì)涉及填筑和壓實(shí)等施工內(nèi)容，并且所應(yīng)用到的大型機(jī)械設(shè)備也比較多。因此，在這之前，需要提前考慮和分析挖掘土方的具體放置位置，減少其他因素對(duì)土質(zhì)的影響。在完成軟土換填以后，要對(duì)填筑和壓實(shí)后的路基進(jìn)行測(cè)試，主要是檢測(cè)其自身的承載能力，保證其符合當(dāng)前高速公路施工的要求，從而預(yù)防路基在日后的應(yīng)用中出現(xiàn)其他質(zhì)量問題。

5.2 排水固結(jié)法

此施工方式主要是應(yīng)用人工所布置的排水設(shè)施，對(duì)軟土路基中的孔隙水等進(jìn)行收集，然后全部排出，在此基礎(chǔ)上不斷降低軟土路基中的孔隙水，強(qiáng)化其密實(shí)度，從而不斷強(qiáng)化路基土質(zhì)自身的承載能力和穩(wěn)定性。通常情況下，排水固結(jié)法會(huì)應(yīng)用到黏土性質(zhì)的軟土路基施工中。

5.3 真空預(yù)壓法

該施工方法是在真空泵負(fù)壓的原理基礎(chǔ)上，將軟土路基中的空氣和水分進(jìn)行抽取，在此基礎(chǔ)上不斷降低路基中的水分，強(qiáng)化其密實(shí)度，在具體的高速公路施工中實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土路基的進(jìn)一步加固。在相關(guān)的研究中，發(fā)現(xiàn)這種施工技術(shù)一般應(yīng)用到地下水中，或者是土體自身的滲透能力比較差，加強(qiáng)真空預(yù)壓法在此過程中在其中的有效應(yīng)用，不僅可以減少了堆載的工作量，還能夠不斷強(qiáng)化路基處理效果較好。同時(shí)，此方法并不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境帶來影響。值得注意的是，這種方法的加固處理成本比較高。

5.4 水泥攪拌樁加固法

由于軟土地基自身的結(jié)構(gòu)不是非常穩(wěn)定，所以在高速公路施工中，需要采取措施對(duì)其進(jìn)行加固。水泥攪拌樁加固法在具體施工中的有效應(yīng)用，可以將水泥注入軟土路基，通過攪拌處理后，讓其發(fā)生一些化學(xué)和物理反應(yīng)，在此基礎(chǔ)上不斷強(qiáng)化土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。同時(shí)，還可以通過對(duì)施工機(jī)械的應(yīng)用，促進(jìn)水泥和軟土地充分混合，實(shí)現(xiàn)持續(xù)攪拌，進(jìn)而形成比較穩(wěn)定的凝膠顆粒，為軟土路基日后施工的需要提供條件。

然而，在應(yīng)用此技術(shù)前，要想充分發(fā)揮其效果，做好對(duì)施工過程中各方面的管理和控制工作，計(jì)算各項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中的參數(shù)，保證其準(zhǔn)確性。同時(shí)，還要嚴(yán)格執(zhí)行具體的技術(shù)要求，不可以隨意變更施工技術(shù)中的參數(shù)，特別是深度等比較重要的參數(shù)[3]。此外，要科學(xué)應(yīng)用泵送水泥的方式，提供相應(yīng)的施工材料，為整體施工的順利進(jìn)行提供保障。

5.5 加強(qiáng)置換處理技術(shù)的應(yīng)用

在高速公路施工中，合理應(yīng)用置換處理技術(shù)對(duì)其中的軟土路基進(jìn)行處理，具體的施工流程比較復(fù)雜，要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

5.5.1 首先需要將軟土層中的水進(jìn)行處理，還要將其中的淤泥等全部挖出，然后應(yīng)用透水性比較好的土質(zhì)，結(jié)合具體的標(biāo)準(zhǔn)完成填埋。在此過程中，一定要注意壓實(shí)的方法，加強(qiáng)對(duì)填土厚度的控制，在30cm左右最好。

5.5.2 由于此工程對(duì)地質(zhì)的選擇也有一定要求，所以施工人員要選擇密度比較好的土壤。同時(shí)，還要分層完成填方工作，施工人員需要保證填料的實(shí)際厚度＞50cm。值得注意的是，當(dāng)土方路堤填到路床的頂面，也就是最后一層的時(shí)候，施工人員要將壓實(shí)厚度來控制在15cm以上。如果在此時(shí)路基填土高度存在比較大的差異性，需要應(yīng)用不同的方式。此外，當(dāng)其高度＜0.8m的時(shí)候，需要對(duì)表面進(jìn)行翻松再壓實(shí)，保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.5.3 如果在具體的施工中，遇到了透水性非常差的路堤，要加強(qiáng)對(duì)水量的控制，讓其貫穿到整個(gè)施工過程。同時(shí)，在進(jìn)行填筑工作時(shí)，施工人員還要掌握不同填料層的相關(guān)施工方式，避免對(duì)整體施工的效果帶來影響。

5.6 砂墊層法

應(yīng)用此技術(shù)對(duì)高速公路施工中的軟土路基進(jìn)行有效處理，能夠提高整體的排水效果。首先我們需要明白粗砂是軟土路基施工中比較合適的填充材料，其不僅可以有效排出軟土路基中多余的水分，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行加固。其次，施工人員在具體的工作中，要科學(xué)劃分出砂墊層的實(shí)際界限，然后應(yīng)用砂石完成灌注工作。在此過程中，一定要注意對(duì)軟土路基整體沉降程度的嚴(yán)格控制。此外，還要控制好其初步的寬度，預(yù)防對(duì)路基的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)和寬度等帶來影響。最后，要結(jié)合具體的施工情況，科學(xué)設(shè)置擋沙堤，保證擋沙堤的高度和墊砂層一致，避免對(duì)后續(xù)的施工帶來影響[4]。

6 結(jié)束語

總而言之，軟土路基建筑施工中的基礎(chǔ)內(nèi)容，更是保證高速公路穩(wěn)定性的關(guān)鍵。因此，在具體的施工中，要分析軟土路基的性質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)置換處理技術(shù)和排水固結(jié)法等多種施工方式的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基的加固，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)高速公路的使用壽命。