高速公路軟土路基處理技術研究

崔 楠

百色學院，廣西 百色 533000

1 軟土路基施工中存在的問題

1.1 路基不均勻沉降

由于軟土路基在該項目占的比重較大，軟基處理不當難免會出現病害，路基的不均勻沉降就是其中的一種。K69+860～K70+200段的軟土路基主要穿過大片經濟作物種植區，大面積的種植土因含水率高，透水性能差，土壤強度低變形大，抗剪強度低，對公路路基的施工質量造成了不利影響，如果施工不當，在路基自重和外部荷載的作用下，軟土路基具有較強的流變性，在剪應力作用下產生剪切變形，主要表現為路基的較大沉降或不均勻沉降。

1.2 橋頭跳車

由于構造物與路堤背面的不均勻沉降，路面和橋臺高程突變，出現橋頭跳車現象。K73+515天河3號大橋為跨河橋梁，在橋頭兩端為水田，由于該區有河流流經，地下水豐富且埋藏淺，土壤又以水稻土為主，該類土黏性大，含水率很高，排水性差，不易固結，在處理過程中需重點處治。在車輛對橋臺臺背反復沖擊下，臺背混凝土較早出現破損現象，高速行駛的車輛經過橋頭時，車輪上下跳動，從而使得車內人員產生極不舒適感，嚴重時甚至會導致車輛失控而發生交通事故。

1.3 路基邊坡滑塌失穩

在K70+500左側的路基邊坡產生了滑塌的現象，該段路基原為種植土需要挖出換填，而換填后邊坡防護不到位，邊坡上方又是種植區土層松軟，雨天雨水滲入土體，加重了土的重量，土體強度、黏結度進一步下降，土體間間隙變大，而且流水會不斷沖刷下部坡腳，削弱斜坡的支撐部分，導致雨后邊坡土極不穩定，出現多條大裂縫甚至產生滑塌，給施工帶來不便的同時還為邊坡的穩定性埋下了巨大的隱患。

2 產生軟土路基病害的原因

2.1 產生路基不均勻沉降的原因

（1）基底處理不當。砍伐樹木的根和表土未經完全處理，現場基坑仍殘留著草根等雜物。地面橫坡大于1∶5的路段，未能按照規定的要求在路基回填前將其挖成臺階的形式，使得回填的材料與基底結合不緊密、不結實。在填筑路堤前，原地面壓實不足，導致出現車轍和地面起伏不平整現象，壓實度不能滿足規范要求。

（2）路基壓實度不足。壓實次數不合理，一般情況下采用壓路機壓實石料鋪筑層6～10遍，壓實填土鋪筑層6～8遍，而該工程利用壓路機壓實次數多為5～6遍，故壓實次數達不到要求。壓路機質量較小，以填石為例，由于石塊粒徑、質量較大，按規定要求應選用自身重量比較大的重型振動機進行壓實，或使用重錘夯打擊實，或使用重量在35～50t的輪胎壓路機進行壓實，才能使路基填料緊密結合，壓實狀態良好。該工程段采用的是26t的輪胎壓路機和32t的羊足碾配合進行碾壓，故壓路機質量偏小。路基填筑寬度不足，按照相關規范要求進行路基施工時，每一填筑層兩側均應超寬30～50cm填筑、碾壓密實，而現場未能按要求對路基邊緣部位進行加寬填筑壓實處理。受到路基施工中暗埋式結構物長度的影響，路基邊緣無法進行加寬填筑壓實處理，使該部位邊緣處得不到充分壓實。最大松鋪厚度一般在10～30cm，該路段松鋪厚度控制不嚴，出現了填土松鋪厚50cm、填石厚70cm的情況，松鋪厚度過大，碾壓不均勻。

（3）施工方法不當。由于項目實行的是大分包模式，路基施工也是由幾家不同單位分段負責，易出現勞動隊伍質量意識不夠、服務水平高低不一、現場管理人員管理不嚴、現場施工員與勞動隊伍進行施工作業技術交底交接不徹底，以及工人技術不熟練等情況，最終導致施工質量不合格。K69+860～70+200段現場施工從左往右卸料并進行碾壓，碾壓未到達路基邊緣，現場填筑厚度為70cm，這與規定要求的水平分層，縱向分段，先兩側后中間，在全寬范圍內分層填筑并超寬填筑30～50cm不符，且填料中石塊粒徑大小不一，含有樹根、草根等雜質。施工過程中四周未挖水溝，排水設施不完善，導致連續下雨之后路基積水嚴重，積水無法及時被排出，浸入路基內部進一步侵蝕，造成水囊現象，雨過天晴時在未排干現場積水的情況下就直接填筑，導致土壤中的含水率失控，造成隱患，易引起不均勻沉降。

2.2 產生橋頭跳車的原因

（1）天然路基沉降。K73+515天河3號大橋為跨河大橋，河寬水深，橋頭兩岸地下水位較高，土壤的天然含水率較高，土地類型為水田，土壤具有含有機質、壓塑性高、抗剪強度低的特點。因此，在路基自重和外來的荷載作用下，橋頭與路基銜接處的路基產生了壓縮變形，導致路基沉降。

（2）臺后填料壓實度不合。天河3號大橋橋臺施工完成后要進行臺背回填，但由于橋梁構造物容易破壞，不宜采用大型機器振搗壓實，現場采用小型機械或人工振搗，由于壓力不夠或振動碾壓頻率太低，緊靠橋臺的填土壓實度難以達到規范要求。

（3）施工管理不當。天河3號大橋現場施工管理人員監管不力，未及時對施工中出現的彈簧、松散、起皮等問題缺陷進行處理。施工過程中勞務隊伍盲目趕進度而沒有嚴格按照施工規范和設計要求進行施工壓實，質量意識薄弱。機械操作員未按正確的方法使用儀器，振動頻率和碾壓次數不符合相關要求，工作中沒有按照壓實要求進行壓實。

2.3 產生路基邊坡滑塌失穩的原因

（1）設計不合理。以K70+500處為例，路塹邊坡屬于受雨水浸入后容易失穩的土，故應采用坡度較小的邊坡，設計坡度為1∶0.3，過陡，且未對固坡方式進行有效設計，導致土體在長時間日曬雨淋后變得更加松散，從而引發滑坡。

（2）施工過程不規范。換填土時清淤不徹底，填土速率過快，未及時記錄施工沉降和側向位移觀測情況。路基頂面排水不暢，路基填筑層寬度不到位，小于規范要求的有效寬度。當路基填挖交界處出現1∶5的地面陡坡時，未能嚴格按照挖臺階的形式予以處理，導致因原狀土和填料的密度差異使兩者之間不能緊密結合。

3 軟土路基問題治理措施

3.1 路基不均勻沉降治理措施

認真檢查現場并對軟弱土層進行徹底清除，確保基坑表面平整無淤泥、垃圾、草根、樹根等雜質，更換良性土壤后重新碾壓。對于地面橫坡大于1∶5的路段，路堤填筑前土基要根據要求挖成臺階，寬度不小于1m，并在路堤填筑前充分壓實原始地面。

提高路基壓實遍數，達到設計要求的次數，增加碾壓頻率，嚴格按照設計要求進行30～50cm超寬填筑，保證壓實寬度符合相關要求。填土應分層填筑，分層壓實，每層的厚度不超過30cm（填石不超過50cm），并碾壓均勻。

3.2 橋頭跳車治理措施

橋頭兩端多為軟土，需根據現場實際情況并結合設計要求對橋頭跳車現象進行治理，可采取換填片石法。一方面軟土層較淺，不需要進行深挖，另一方面項目有碎石場，片石原料易取，造價成本較低，換填片石后，路基承載力能滿足要求。對于一般黏土也可進行開挖翻曬，待土質曬到最佳含水量時再進行回填，回填土的上層留60cm厚的石灰土進行填充壓實，提高填筑材料的壓實度，并分層水平填筑，每一層的厚度要控制在規定范圍內，不可偏大。對于臺背不易壓實的區域，要采用合適的組合機械，例如光輪壓路機和羊足碾組合，先用重型光輪壓路機壓，再用羊足碾進行碾壓，增加壓實遍數，提高振動碾壓頻率，保證填土的密實質量。

3.3 路基邊坡滑塌失穩治理措施

路基設計時，要充分考慮洪水和水位變化對使用年限內路基穩定產生的影響。邊坡設計要合理，對于地面坡度陡于1∶2.5的路堤段，要結合地形地質、邊坡高度等進行綜合考慮，設置現澆混凝土護腳和擋土墻等支擋設施，以保證路基穩定。此外，還需規范施工過程，確保軟土處理深度、寬度符合相關要求，及時發現暗溝、暗塘并進行妥善處理。嚴格控制填土速率，保證有足夠的時間讓路基完成沉降，及時做好沉降觀測和側向位移觀測的記錄。設置導流、防護設施，減少洪水對路基的沖刷侵蝕，同時減少地表水、地下水，提高路基的水穩定性。

4 結論

文章以某高速公路的軟土路基處理為案例，總結了軟土路基工程施工過程中的常見病害，并具體分析了產生病害的原因，然后提出了具有針對性的病害治理措施。具體結論如下：（1）項目路線所經區域存在復雜多變的地形地質條件，沿線跨越河流、深谷，當地氣候主要為亞熱帶季風氣候，夏天雨熱同期，易產生洪澇，增加了施工難度；（2）路基不均勻沉降、橋臺跳車、路基邊坡滑塌失穩是項目軟基處理過程中出現的幾個問題，需針對這些問題采取相應的治理措施；（3）大部分軟土區域軟土層較淺，不需要深挖，并且沿線有固定的石場，稍微加工后即為良好填料，因此可采取換填片石法，且該方法操作簡單，工期短，造價低。