高速公路工程施工中軟基處理的關(guān)鍵技術(shù)

陳載頌

（寧德市路興設(shè)計(jì)有限公司，福建 寧德 352100）

0 引言

很多高速公路建設(shè)在地形條件比較復(fù)雜的地方，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基。軟土地基常為黏土、沙子、有機(jī)質(zhì)土壤、泥炭土或松散沙土，土壤孔隙度大，含水量較高，抗壓強(qiáng)度極低，承載能力差，很容易發(fā)生沉降。需要對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)研究和分析，綜合考慮施工環(huán)境、軟土情況以及路基設(shè)計(jì)方案，選擇合理的處置技術(shù)并制定科學(xué)的解決方案對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，確保高速公路的施工質(zhì)量和運(yùn)營年限。

1 軟土地基的特點(diǎn)及成因

1.1 軟土地基的特點(diǎn)

（1）一般來說，土層中顆粒間空隙較大的顆粒，屬于軟土地基。這種軟土地基很可能比其他土層更加軟弱。（2）軟土地基是一種由污泥和黏土顆粒組成的軟土基土層顆粒，軟土中富含有機(jī)化合物，在一般的環(huán)境中，其常以絮狀出現(xiàn)。其含水量一般在35%～80%之間。（3）軟土地基的結(jié)構(gòu)比其他地基更不穩(wěn)定，容易受到外界災(zāi)害的影響而產(chǎn)生振動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)外界條件變化到一定程度時(shí)，軟土地基相對(duì)于其他土基而言，可承重面積少，流動(dòng)性強(qiáng)。

1.2 公路路基中軟基形成的原因

軟基形成的因素較多，以下是主要因素：（1）沉積相的影響，軟土地基的產(chǎn)生與前期地貌密切相關(guān)。不僅受到河灘、沼澤的影響，還不斷受到湖泊降水的影響，導(dǎo)致軟土地基發(fā)生變化，上述地質(zhì)環(huán)境的積累是關(guān)鍵因素。（2）化學(xué)物質(zhì)的沉積，水的流動(dòng)會(huì)帶來相應(yīng)的軟土物質(zhì)，直接引起沉淀，地下水或地表水的沉積同時(shí)會(huì)導(dǎo)致軟土的形成，這也是由水的滲透決定的，軟土具有含水量高、空隙多的特點(diǎn)，容易造成軟土地基承載力較差，不能承載重型卡車或超重型車輛的通行，其變形會(huì)直接增加側(cè)面變形的程度，增加車輛運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)。

2 高速公路軟基處理不當(dāng)?shù)奈：?/h2>

2.1 抗?jié)B透能力問題

在軟基施工過程中，抗?jié)B能力弱，分析土層和具體施工條件，透水性是軟基處理的首要問題，由于軟土地基的吸水率過強(qiáng)，透水率的豎向值大多為100%，這會(huì)直接對(duì)土壤水體的排水產(chǎn)生負(fù)面影響，并且在整個(gè)施工過程中，地基沉降會(huì)受到防滲功能的影響，其對(duì)所有土壤水體的正常排放產(chǎn)生負(fù)面影響。軟土間隙大，承載力弱，沉降指標(biāo)受到較大影響，導(dǎo)致高速公路建設(shè)過程中地基沉降問題頻發(fā)。

2.2 路面開裂

在軟基處理的整個(gè)過程中，土層間隙會(huì)不斷增大，土層間隙不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)沉降問題，土層之間的不均勻間隙也會(huì)直接造成路基工程中降水不均，而路基工程的地基不均勻沉降會(huì)引起公路裂縫的發(fā)生。

2.3 路面沉降

軟基處理過程中如果不按照相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工，路面運(yùn)營后發(fā)生地基沉降安全事故的概率會(huì)不斷增加，對(duì)軟基工程基本結(jié)構(gòu)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致原材料不符合相關(guān)施工規(guī)范，軟基工程基礎(chǔ)施工抗彎剛度不足，外觀變化頻繁。路基工程對(duì)車輛的正常運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至損害路面交付后的使用壽命，分析原因多數(shù)是地基整體設(shè)計(jì)問題，設(shè)計(jì)方案人員缺乏對(duì)場地條件的調(diào)查，無法判斷土層位置，難以從地質(zhì)環(huán)境的角度考慮如何有效選擇施工技術(shù)干預(yù)。

3 高速公路工程施工軟土地基處理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 表層處理技術(shù)

在高速公路工程建設(shè)中，其表層解決方案中有效應(yīng)用新技術(shù)是至關(guān)重要的。在處理地表工作時(shí)，應(yīng)特別注意選擇鋪墊的原材料。采用更便捷、高效的方法和技術(shù)來處理實(shí)時(shí)路況產(chǎn)生的不均勻降水情況，同時(shí)也可以提高高速公路路面的承載能力。為了更好地達(dá)到提高路基工程硬度和強(qiáng)度的目的，相關(guān)工作人員在解決新高速公路工程排水管的工作中，在外表面搭建了排水設(shè)備，同時(shí)，在公路建設(shè)過程中外加劑大多采用石灰粉和混凝土，可以降低其水分含量。這一方式對(duì)于路基工程的穩(wěn)定性有很大的好處，同時(shí)，可以根據(jù)一定的自然地理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同的規(guī)劃方案進(jìn)行調(diào)整，以保證地表排水的通暢。

3.2 深層處理技術(shù)

在高速公路工程建設(shè)的全過程中，應(yīng)用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)合理解決其表面后，需要多方面發(fā)展其結(jié)構(gòu)。工作人員可以選擇一些合理的方法來提高其壓實(shí)度，包括振動(dòng)和壓實(shí)兩種方法，不僅可以提高公路路基工程的可靠性，而且可以防止降水問題。此外，對(duì)于水泥土攪拌樁等軟地基的結(jié)構(gòu)加固也有很重要的工序。水泥土攪拌樁技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用時(shí)，根據(jù)變化原理，將混凝土倒入樁位產(chǎn)生凝膠，從而達(dá)到理想的穩(wěn)定性。對(duì)于混凝土攪拌的新技術(shù)，有兩種施工方式：雨法和濕法。在公路建設(shè)的全過程中使用混凝土作為環(huán)氧固化劑。隨后，一些機(jī)械和自動(dòng)化的設(shè)備被用來進(jìn)行非常強(qiáng)大的攪拌，從而令相關(guān)要求得到充分滿足，這種方法稱為濕法。在進(jìn)行混凝土的強(qiáng)力攪拌時(shí)，一般有兩種關(guān)鍵的方法可供選擇，即粉末噴涂法和漿料噴涂法，這兩種不同的方法也應(yīng)根據(jù)高速公路施工現(xiàn)場的自然環(huán)境進(jìn)行分析和應(yīng)用，經(jīng)過分析軟土層本身的各種特性，運(yùn)用靈活的方法，最大限度地發(fā)揮軟基加固的實(shí)際效果。

3.3 強(qiáng)夯法與土層置換法

強(qiáng)夯基礎(chǔ)施工技術(shù)在路面施工中極為普遍。在具體過程中，主要是借助專業(yè)的工業(yè)設(shè)備碾壓地基，擠壓軟土中的孔隙，然后換土，其層狀結(jié)構(gòu)提高了軟土的密實(shí)度和抗壓強(qiáng)度。強(qiáng)夯法在施工中的優(yōu)勢表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)加固的實(shí)際效果較好，施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不高，常用于各種道路施工，其在大型項(xiàng)目中極為常見，不僅減少了工程項(xiàng)目的具體實(shí)施時(shí)間，也提高了施工的合理性和可靠性。在日常生活中，有關(guān)建設(shè)單位在實(shí)施道路建設(shè)工程時(shí)，所遇到的路基工程條件以土基為主，填筑物內(nèi)部土層的穩(wěn)定狀況直接危及道路系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量和安全。因此，有關(guān)專業(yè)人員在處理軟土地基時(shí)，可以選擇土層置換的方法，用軟土地基的表層軟土置換一些強(qiáng)度和緊密度較高的土層。為此讓軟土地基達(dá)到理想的抗壓強(qiáng)度效果，便于中后期基礎(chǔ)施工作業(yè)。但在實(shí)施該方法時(shí)，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)突出自己的專業(yè)能力，選擇相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息調(diào)查和檢查，并確保在表層軟土和被置換的另一類土層中能做到嚴(yán)謹(jǐn)。確保土層的硬度、尺寸、抗壓強(qiáng)度等數(shù)據(jù)都在要求范圍內(nèi)，以確保置換土層符合預(yù)期的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。實(shí)施該解決方案后，地基下移的可能性很小，抗壓強(qiáng)度和承載力也可以大大提高，但這種方式耗費(fèi)了大量的人力和資金。

3.4 加載法

應(yīng)用加載法的關(guān)鍵目標(biāo)是防止回填地表的地基沉降問題，有利于提高地基的牢固性。土基沉降法具有顯著優(yōu)勢，可有效避免地基空隙壓力的上升，在大氣壓力作用下，有利于加強(qiáng)實(shí)際施工效果。解決軟土地基時(shí)，可利用上、中風(fēng)化層減少地表水。施工人員在固定范圍內(nèi)插入厚鋼板，可以減少地下水，同時(shí)不易對(duì)周圍環(huán)境造成危害。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，回填裝載方式與下沉?xí)r間和裝載量之間存在一定聯(lián)系。因此，必須進(jìn)行深入分析，盡量減少地基沉降，不斷提高地基質(zhì)量。如果不能保證地基的穩(wěn)定性，就要按照慢載法做好全方位的勘察工作。

3.5 深層土振動(dòng)擠密技術(shù)

深層土振動(dòng)擠密技術(shù)往往用于解決高速公路軟基處理地基深層土的振動(dòng)壓實(shí)問題，主要通過提高軟基處理土層的壓實(shí)度，來提高軟基處理地基的承載力和改善土壤的密度、干燥度等指標(biāo)。該技術(shù)適用于厚度小于15m的軟基處理。在實(shí)際使用的整個(gè)過程中，施工隊(duì)必須先用打樁機(jī)打開表土，然后依靠快速振動(dòng)產(chǎn)生內(nèi)螺紋，再將沙子適當(dāng)灌入內(nèi)螺紋。施工隊(duì)在深層土層振動(dòng)時(shí)，應(yīng)避免沙土松動(dòng)?？梢愿鶕?jù)振動(dòng)的相對(duì)密度將土壤壓實(shí)，并借此增加土壤本身的相對(duì)密度，既可以防止引起地基沉降等問題，同時(shí)也可以避免深層土壤汽化的問題，降低地基再受潮的概率，減少該問題對(duì)地基的負(fù)面影響。

4 公路路基路面軟基處理注意事項(xiàng)

4.1 科學(xué)處理石灰原料

在公路施工項(xiàng)目中，石灰粉是非常關(guān)鍵的建筑原材料，處理軟土地基時(shí)，應(yīng)做好石灰粉的清除工作，如果工作不及時(shí)，滾壓施工完成后，降水的干擾會(huì)導(dǎo)致石灰粉自行排除，路基會(huì)膨脹，影響平整度。因此，要保證石灰粉原料的儲(chǔ)存符合規(guī)定，防止受潮霉變的發(fā)生，做好覆蓋和化解工作，才能更好地保證石灰粉的特性，提高軟基處理質(zhì)量水平。

4.2 控制好過濕土的含水量

當(dāng)濕土內(nèi)部含水量很高時(shí)，會(huì)對(duì)軟基處理造成很大危害，當(dāng)含水率在30%以上，且在雨季施工時(shí)，會(huì)使路基工程的可靠性非常高，如果施工的環(huán)境溫度很高，干燥濕度大，而且含水量仍然很高，可以按照干燥的方法解決，然后進(jìn)行回填施工以確保濕土的水分含量最大化，提高施工建設(shè)質(zhì)量水平。

4.3 保證填筑土層結(jié)構(gòu)厚度合格

在軟基處理中，填筑施工是一項(xiàng)非常重要的工作，只有加強(qiáng)對(duì)充填土的厚度控制，才能保證項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，只要填充物的厚度不能超過加工工藝標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，就需要進(jìn)行幾道工藝工序的修復(fù)。如果填筑施工層的厚度很大，平整滾壓施工難度會(huì)比較高，路基工程的可靠性不足，會(huì)延誤工期，增加成本。因此，有必要防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。

5 結(jié)束語

公路項(xiàng)目延伸建設(shè)的地方大都是地形條件比較復(fù)雜的山區(qū)等區(qū)域，因此，遇到軟土地基的概率也相應(yīng)更高，此類地基本身強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度極低，承載能力也很差，難以保證高速公路路基工程的可靠性。這就需要各施工企業(yè)進(jìn)行科學(xué)研究，合理解決，根據(jù)具體情況，選擇合理的處置技術(shù)，以此為契機(jī)，提高軟土地基的硬度和承載力，在公路建設(shè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。