灰土改良技術在高速公路軟基治理中的應用

杜寶紅

（山西晉中路橋建設集團有限公司 山西晉中 030600）

1 高速公路軟土路基特性分析

軟土路基是省內高速公路施工過程中最常見的不良路基類型之一，軟土路基主要由含水率高、孔隙比大、承載性能差、滲透性弱的軟土構成，軟土普遍以流塑狀態存在，因此，未經處治的軟土無法直接應用在高等級公路的路基施工中；軟土路基多出現在臨海、臨河沿岸或內陸的濕地、湖泊間，軟土地質的天然含水率極高，極端情況下能達到150%以上，基本處于流動狀態，軟土材料的液限上限值能達到50%以上；與普通地質不同的是，由軟土材料構筑的路基結構在承載初期的變形較大，且標段范圍內的沉降變形無法同步，在車輛沖擊作用下將出現嚴重的不均勻沉降病害，軟土路基的層間抗剪性能也較差，在車輛水平荷載的反復作用下，軟土路基將出現嚴重的剪切破壞，一旦路基頂面超過臨界高度，在復雜荷載的耦合作用下，隨時可能出現失穩破壞，此外，抗水毀能力弱、超高壓縮性也是軟土路基的典型特性。

綜上，為了保證高速公路在后續服役過程中的承載力、剛度及穩定性等指標滿足設計要求，在公路過境軟土地質帶時，必須對軟土層進行必要的處治，目前主流的軟土路基處治技術種類繁多，本文主要分析灰土改良技術在軟土路基治理中的應用。

2 灰土改良高速公路軟基原理分析

相較于其它類型的軟土改良處理技術而言，灰土改良技術的性價比較高，非常適用于淺層軟土路基的綜合處治，且灰土改良技術中使用到的大部分原材料均為工業廢料或者廉價易得的材料，工程處治投入較低，處治效果良好。

灰土改良技術就是將提前制備好的灰土材料均勻添加到淺層軟弱土層中，由于灰土中的石灰材料的細度值較高，且能夠與水分發生化學反應，能夠起到潤滑和干燥的功能，小粒徑石灰材料能夠迅速深入到軟土顆粒間，人為更改了軟土材料的自然級配和含水率，提高了軟土的密實度，降低了軟土的塑性指標，為其后續強度的形成及發展奠定了基礎；此外，路基土體的承載性能歸根結底要依賴于土體顆粒之間的內摩阻力，土體顆粒之間的內摩阻力越大，顆粒之間的相互嵌鎖性能越強，對應的承載能力也越高，人工拌制的灰土改性混合料級配更加合理，能夠明顯優化軟土材料的內部結構，其中添加的質地堅硬的礦物顆粒能夠顯著提高路基土體顆粒之間的內摩阻力，從而提升路基土體的結構強度。

3 灰土改良高速公路軟基工程應用

3.1 灰土改良軟土路基施工前期籌備

采用施工圍擋對擬處治的軟土路基標段進行徹底封閉，保護施工項目現場，封閉后，應對施工場地內的草皮、雜草及各種垃圾進行徹底清理，施工過程中涉及到的開挖機械、壓實機械應提前進場就位，對施工機械進行常規檢查，保證施工機械各項性能滿足施工現場要求；就近選取空地作為灰土臨時存放點，灰土存放點應做好隔斷，做好防潮、防水工作；前期工作就位后應組織施工現場技術人員進行現場交底。

3.2 路基排水及路基土體翻曬處治

由于軟土路基的天然含水率指標較高，在改良施工前應先對標段內軟土進行排水處治，排水依靠縱橫排水溝完成，縱向排水溝間距保持一致，應完全覆蓋軟土路基表面，橫向排水溝與縱向排水溝保持正交，等間距分布在軟土路基范圍內，排水溝開挖深度應根據淺層軟土路基分布厚度決定，為了保證排水的徹底性和排水效率，排水溝設施底部標高應低于灰土改良土體底部標高至少500mm，依靠縱橫排水溝快速將軟土路基內部水分引至場外。待排水溝內水位達到一定限度后，指揮開挖機械開挖路基土體，開挖目的主要是為了輔助排水，通過翻挖土體，在太陽光照射下實現軟土內部水分的快速蒸發，翻挖過程中應及時破碎大塊徑土體，挑揀出其中的腐殖質。

3.3 灰土改良及路基攤鋪施工

將灰土改良劑添加至晾曬到位的待處治的軟土中，充分拌合均勻后，將改良軟土堆砌后靜置一周左右，以充分發揮灰土的改性功能，從而降低軟土的含水率，提高軟土的強度，改良軟土堆砌量應略高于路基填筑體積，以保證施工現場的材料供應充足；將靜置到位的改良軟土運輸至路基填筑段，借助攤鋪機械將改良后的軟土均勻攤鋪于路床上，為了保證路基攤鋪質量，并便于現場攤鋪質量控制，路基攤鋪應分層完成，單層攤鋪的松鋪系數應處于1.5左右，單層攤鋪厚度應控制在250～300mm范圍內。

3.4 軟土路基整平及壓實施工

分層攤鋪完的軟土路基應繼續進行整平施工，整平施工依靠專用的平地機械設備，為了保證路基排水需要，灰土改良路基整平標準應以設計坡率和路拱橫坡度雙重控制，在平直路段，平地機械平整施工應從邊緣逐步向路基中心線推進，保證路拱成型合格，在曲線路段，應采用單側坡率控制，平地機械按曲線段離心力方向逐步推進。路基整平施工完畢后，應現場測定灰土改良路基的含水率指標，含水率臨近最佳含水率時，及時組織壓實施工作業，壓實施工分為初壓實、復壓實及收面壓實三個基本環節，初壓實階段為靜壓實工況，初壓實次數不能少于2次，且每次壓實輪跡重疊長度不能少于單輪的2/3，復壓實階段為動壓實工況，動壓實次數不能少于4次，收面壓實階段為靜壓實工況，主要是達到收面和成型的目的；壓實施工質量應以密實度和輪跡為判定標準，壓實度達到設計要求且表面未見壓實機械輪跡則判定壓實達標；此外，壓實作業過程中，單程壓實作業必須連續完成，中途嚴禁急停或掉頭，圖1為現場施工工序示意圖。

4 結語

綜上分析可知，在高速公路施工過程中，必須重視軟土路基的綜合處治工作，以保證軟土路基的承載性能滿足設計要求；灰土改良技術憑借較高的施工性價比和良好的改良效果完全能夠滿足淺層軟土路基的處治需求。

圖1 灰土改良軟土路基現場施工工序