淺析高速公路軟土路基施工

摘 要：近年來，高速公路的建設(shè)在我國發(fā)展迅猛，國家不斷加大對交通設(shè)施的投入力度，但施工質(zhì)量與技術(shù)卻與當(dāng)代對高速公路的質(zhì)量要求背道而馳，許多高速公路竣工投入使用后路面不平整的例子屢見不鮮。其中最大的影響因素就是軟土路基的塌陷、沉降。文章就高速公路軟土路基施工進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：高速公路；軟土路基；施工

1 軟土路基的特點分析

軟土在工程上又稱淤泥及淤泥質(zhì)土壤，軟粘性土，有時也包括泥炭質(zhì)土及泥炭，但大多以前三種為主。常成絮狀結(jié)構(gòu)，天然含水量大于液限，可達(dá)百分之150～百分之200。孔隙比一般在1～2之間，特殊地區(qū)可達(dá)到5，比較容易壓縮，壓縮變形比較大。強(qiáng)度也不高，粘聚力很小，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)小于5。軟土在我國濱海平原，內(nèi)陸平原，河口三角洲湖盆地周圍，山澗谷地有廣泛的分布，其厚度由數(shù)米到數(shù)十米不等。

在工程上，軟土的特性主要體現(xiàn)在，天然含水量高，孔隙比大，透水性差，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，靈敏度高，流變性顯著。所以在軟土路基設(shè)計和施工過程中，必須嚴(yán)格通過詳細(xì)的研究，全面掌握當(dāng)?shù)剀浲恋奶匦裕巴翆雍穸忍卣鳌Ｌ貏e是其強(qiáng)度變化規(guī)律。隨即采取合理有效的施工措施，尋找有軟土施工經(jīng)驗且正規(guī)有實力的施工單位進(jìn)行施工，誠信的監(jiān)理單位進(jìn)行全程無死角的監(jiān)督，這樣才能保證軟土路基在施工過程中的穩(wěn)定，并保證高速公路的工后沉降問題。

2 軟土路基可能會導(dǎo)致的施工事故

路基是高速公路的根本所在，當(dāng)路基的抗剪強(qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重或者外荷載增加時，地基礎(chǔ)會出現(xiàn)局部的甚至整體的剪切性破壞，在地基和不均勻沉降的影響下，結(jié)構(gòu)物無法正常使用。有些達(dá)到結(jié)構(gòu)物不能允許的沉降時，結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生開裂，斷面，甚至坍塌事故，在使用過程中，若發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想。

例如：2006年3月26日山西太舊（太原到舊關(guān)）高速公路太原到陽泉段壽陽縣境內(nèi)發(fā)生路基沉陷，到28日沉陷路段有一百多米長，沉陷幅度最大的路段沉陷達(dá)8米。事故發(fā)生后較長時間，路基還在緩慢下沉。為我們?nèi)蘸蟾咚俟返陌l(fā)展和建設(shè)敲響了警鐘。

3 軟土地基的施工方法

高壓注漿法，用頂端有特殊裝置的注漿管，通過鉆孔機(jī)器送至預(yù)定的設(shè)計深度，然后高壓。在噴漿的同時以一定速度旋轉(zhuǎn)提高，使其形成水泥土圓柱體，以此提高地基承載力，減小沉降，防止沙土液化。

排擠密實法，利用排擠和震動等物理方法使深層土密實，并在振動或擠密的同時，回填部分砂，礫石，石灰，形成砂樁，與樁間土一起組成有關(guān)聯(lián)，相互扶持的基礎(chǔ)形式。以此來提高地基的承載能力，減小沉降，消除或部分消除土的液化性。

機(jī)械碾壓法，也是施工中最為常用的一種施工方法。指挖除淺層土或者軟弱的土壤，分層碾壓夯實，按照回填的材料的種類，加以分多層，可提高地基的承載力，減小沉降量。

高速公路施工多采用機(jī)械碾壓法，在軟基上修筑高速公路，通過填土堆預(yù)壓，使地基土壓實，沉降，固結(jié)，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。預(yù)壓填土的方法多用“薄層輪加法”，盡量保證分層填筑及夯實的速率。用自御車將土運(yùn)到施工現(xiàn)場，由中心向兩側(cè)，每層厚度不應(yīng)超過30cm。整平后用震動壓路機(jī)碾壓到規(guī)定的密實度，路基每層設(shè)百分之2到百分之4的路拱橫坡度，同時擺正砂墊層的排水通暢。完成后進(jìn)入預(yù)壓期，預(yù)壓期一般不小于6個月，在這段時間內(nèi)要保持砂墊層與路基礎(chǔ)邊溝連通，以保證地下水順利排出，加快淤泥的結(jié)固速度。在沉降20cm時，要及時填土。預(yù)壓期內(nèi)，每七天進(jìn)行一次系統(tǒng)觀測，特殊環(huán)境特殊地理位置時，應(yīng)每天進(jìn)行觀測，直到預(yù)壓期結(jié)束，做到準(zhǔn)確無誤的掌握預(yù)壓期內(nèi)的數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題，從而保證道路施工過程中的安全。特別注意，在預(yù)壓期內(nèi)，不可在工作面上再施加其他工程，只允許添加由于沉降而引起的附加填土。

沉降的觀測和處理也是施工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，在修筑過程中，每一個環(huán)節(jié)都要進(jìn)行系統(tǒng)的觀測，若沉降位移超過標(biāo)準(zhǔn)值，要及時停工，討論并采取補(bǔ)救措施，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時，再開始下一步工程施工。當(dāng)即將達(dá)到土層最高點的時候，應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)督和檢查次數(shù)，嚴(yán)格控制填土的頻率和周期，以免由于加荷載太快，承載力不足，造成地基破壞。規(guī)范規(guī)定：路堤中心線地面沉降的速度每24小時不超過10mm，坡腳水平位移的速度每24小時不超過5mm。如果超過上述規(guī)定的范圍，就要及時停止施工或采取補(bǔ)救措施，以保證路基安全。部分道路若出現(xiàn)縱向裂縫，針對實際情況，應(yīng)對這部分進(jìn)行停工，或者段落卸載，同時在路基邊坡側(cè)面修筑反壓護(hù)道，處理之后，每天進(jìn)行觀測。

4 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁可分為漿液噴射法施工和粉體噴射法施工，水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，利用固化劑和軟土的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬化，凝固成堅硬的整體、含水性得以穩(wěn)定和強(qiáng)度的到一定的提高的可使用優(yōu)質(zhì)地基。這部分土體與樁間土共同承擔(dān)自重和上部分的結(jié)構(gòu)荷載，聯(lián)合起來提高了地基的承載能力，減少沉降變形。水泥土攪拌樁的制作工藝較復(fù)雜，首先找準(zhǔn)位置，對中心點，機(jī)器調(diào)平，然后預(yù)繳下沉，下沉速度可人工控制，下沉到預(yù)定深度后，開始置備水泥漿，并注入集料斗中。噴漿攪拌提升一段距離，就將料斗中的水泥漿按一定速度注入其中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時按事先設(shè)計好的速率提升。重復(fù)這個過程，直到升出地面，然后進(jìn)行后期清洗，位移等活動。

5 軟土路基常用的加固方法

當(dāng)路基經(jīng)穩(wěn)定的驗算和沉降計算不能滿足設(shè)計或使用要求時，必須對軟土地基進(jìn)行加固。加固方法大體歸為以下幾種：

砂井：利用打樁機(jī)具打入鋼管，或者用高壓射水等方法按照一定的匯率排列的孔眼并注入，形成的砂柱。頂面應(yīng)該鋪設(shè)墊層以構(gòu)成完整的地基排水相關(guān)系統(tǒng)，此方法適用于軟土層大于5m時的軟土地基。

袋裝砂井：井經(jīng)對固結(jié)時間的影響沒有井距那么大，但一般太小，施工困難較大，也無法防止因地基變形而斷開失效。所以，現(xiàn)在多采用網(wǎng)狀的織物袋裝砂井，直徑比砂井省料很多，造價也相對低廉，而且不會因為施工操作上的誤差或者地基發(fā)生水平或垂直變形而喪失連續(xù)性。

排水砂墊層：排水砂墊層是在陸地底部上鋪設(shè)一層墊層，起到在軟土頂面增加一個排水面的作用。在填土過程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排出的水可以從砂墊層中排走。為了砂墊層能通暢的起到排水作用，應(yīng)采用良好的透水性材料，厚度一般在0.6-1.0m。為了保證滲水作用，還應(yīng)填一層粘性土封住水不讓水返上路基。

土工織物鋪墊：在軟土地基表層鋪設(shè)一層或者幾層織物，可以減少地基不均勻的沉降，同時也可以提高四級的承載能力，又不影響排水。對于淤泥之類的高含水量的超軟弱地基，在采用砂井和深層加固法之前，土工織物鋪墊可以作為前期處理，作用尤為明顯。

預(yù)壓：在軟土地基上修建高速公路，可先填筑一部分或全部，使地基經(jīng)過一段時間固結(jié)沉降，然后填足和鋪筑路面。

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