高等級公路施工中特殊路基的處理方法與技術措施

涂西軍

（湖北中廣公路勘察設計有限公司，湖北 宜昌 443000）

根據公路的使用方向以及車流量大小不同，我國將境內公路劃分成高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路這五個不同等級，其中高速公路、一級公路統稱為高等級公路。我國對高等級公路的設計要求最高，同時高等級公路的設計難度也是最大的，高等級公路的一般設計年限在15年之上，根據汽車種類不同，流量折合為小客車一年內日平均交通量或中型載重用車輛的晝夜平均流量來計算，該數值通常在7500～15000輛之間，特別是車流量較大和工程實際要求較高的，使得高等級公路在施工過程中的材料投入高，對地基質量的要求和使用壽命均有嚴格的要求，這種背景下強化我國高等級高速公路的施工技術就成為一個重要課題。

1 特殊路基的基本情況

我國土地面積寬廣，路基類型多種多樣，十分復雜，地形地質差異性大，不同地區不同氣候不同天氣情況下土層的土質情況均會有所變化，而且我國天然土質結構十分不利于公路路基的建設，這是我國天然地基的現狀。根據以往高等級公路的地基修筑經驗，根據路基的土層結構不同，可以將高等級公路所遇到的特殊地基情況分為以下六種不同類型：濕陷黃土型路基、軟土型路基、濕土型路基、膨脹土型路基、鹽漬土型路基和永久凍土型路基。下文將介紹在近些年來我國公路建設中對特殊路基的處理方法。

2 軟土型特殊路基的處理方法

軟土型路面軟土路基是指路基土壤層的強度較低、壓縮量較大，是道路施工建設中最常遇見的路面路基情況，如若對其處理不當則會出現路面開裂、路基整體下滑、路面坍塌等嚴重后果，對整體的道路質量和道路的使用壽命都有不小的影響，嚴重制約著我國道路的通暢程度和經濟發展的速度。一般來講，對軟土型路面軟土路基的處理辦法一般有水泥攪拌樁法、使用固化劑、拋石去淤、灰土加密樁柱法、排水法、強夯處理法等等，下面就重點介紹水泥攪拌樁法和使用固化劑這兩種最常使用的方法。

2.1 水泥攪拌樁法

這種方法的內容是利用攪拌樁機將水泥注入土質中，并充分攪拌，以加大土層的硬度。它是使用固化劑法的一個分支，是利用水泥作為固化劑的主劑，這種方法有起效速度快、操作簡單、設備投入少以及土質硬度增強效果明顯等優勢，是道路施工過程中使用率較高的一種土層加固方法。水泥攪拌樁法按噴入土質層中的材料不同可以分為兩種不同類型——濕法和干法，濕法是指在施工過程中使用水泥泥漿噴入軟土層，其優點就是能夠使土壤與水泥能夠得到充分的攪拌，方便復攪，缺點是水泥凝固時間過長；干法是指在施工過程中使用水泥干粉噴入軟土層中，其優點是水泥凝固時間短，缺點是不容易將水泥粉與軟土攪拌均勻，不方便復攪。

2.2 使用固化劑法

使用固化劑是指在施工過程中將固化劑與軟土充分攪拌以達到加固土層的目的，固化劑的原理是使土層土壤結構和土層組織結構在固化劑的作用下產生化學反應，使混合土壤內部形成網狀鏈接從而達到加固的目的，此方法在含有較多有機物質的土層中使用效果最佳。在固化劑中融入無機鹽可有效增強土壤早期強度，無機鹽顯堿性，在化學反應過程中起到催化劑作用，可有效提高土壤內部物質的活性，產生更強的粘連作用。在使用催化劑的同時加入適合的活性劑不僅能加強土層內部的粘連性，還能有效去除土壤之中的雜質，使土壤在硬化作用下形成的穩定狀態。固化劑和活性劑的使用是新時期改變軟土層結構的新發展和研究方向。

3 濕陷黃土型特殊路基的處理方法

濕陷黃土型路基土層中含有大量的硫酸鹽和碳酸鹽，這些可溶性鹽類在土層遇水后極易融入水里，從而導致土層坍塌、土層迅速下陷等現象，這類路面路基的土層多數呈黃色或褐色，土層中干粉所占的比例往往可以達到60%以上，在潮濕或是遇水環境中極易被沖蝕，從而導致路面性質不穩定，產生嚴重的安全隱患。遇到這樣土層時應該從攔截水和疏導水兩個方面考慮，其土層下是否有地下水也應歸入考慮范圍之內，另外該類土層的硬度是否符合路面的實際受力和土層承壓力的要求，所以在施工過程中要結合成型路面的實際車輛數和載重量測算路面實際的受壓力和土層承壓力的關系，可見濕陷黃土型路面路基是特殊路面路基建設中的一個大難題。一般情況下在道路施工中常常采用換填方法、強夯方法和化學增固方法等對這類土質層進行處理，下文就著重介紹一下換填方法和強夯方法。

3.1 換填法

這類方法的作用原理是將路基中含有黃土層的土壤全部挖除，再添置進新的穩定性較強、土壤強度較大的土壤。這種方法的特點是實用性強，經濟投入較少，施工過后產生的效果明顯，特別是當黃土層厚度不大的情況下尤為實用，但對于黃土土層厚度較大的路面路基，由于挖掘、填充而消耗的時間多，實用設備多，人員調度廣，以至于產生不必要的經濟損失，增加了建設成本負擔，此種方法不是十分實用。

3.2 強夯法

這是一種最為經濟的方法，此法適用于黃土土層密度小，土壤間空隙較大，含水量保持在一定范圍內的土層。強夯法是利用夯錘的反復壓砸作用使土層的密度加大，土層結構更緊實，土層之中較大的空氣空隙正好可以將壓砸過程中產生的水分和氣體有效的排除，增加土層的厚實程度。用過強夯法的黃土層其承受能力明顯要提高許多，密度也顯著增強。

4 膨脹型路基的處理方法

膨脹型路面路基是指路面路基土層為粘土土層，且該土層具有遇水膨脹、失水收縮的特點，該土層有密度較大、承載力較強等特點，所以往往被人誤以為這是塊好路面良好路基。但從長遠來看，該土層在吸水和失水過程中有加大的體積差，從而導致成型路面開裂，路基長時間含水而出現傾斜、移位等嚴重問題。下文就介紹兩種常用的并且有效的施工技術——路基填筑換置技術和土壤混合技術。

4.1 路基換置技術

該技術是利用穩定性較強的土質對該粘土土質進行替換或混合以提高粘土的穩定性，從而改變土壤遇水膨脹和失水收縮的性質，是土壤換置法的一種。

4.2 土壤混合技術

在這種方法中引入了一種新的道路建設方法——土壤栽培法，該方法是利用性質良好的土壤進行重點培養，包括對使用地區的氣候適應、使用地區預估載重量適應等，用土壤栽培法培養出來的土壤既可以在路基建設之中的土壤環志換置工作使用，也可以利用該土壤為改良劑，充分與現有土壤進行混合以達到提升土壤性能的目的。

5 結語

隨著我國經濟不斷的向前發展，對我國內部的交通環境的要求越來越高，要求國內公路施工技術與國際先進技術相接軌。我國的公路建設工作也向著高標準、高要求、高技術含量的方向發展，在施工實踐過程中不斷提高特殊路基處理能力，完善施工技術技巧，在實際工程實施的過程中要結合工程實際情況分析工程施工問題，找出最佳的處理方案。

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