高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)分析

劉馨茹 新疆金正建投工程集團(tuán)有限公司

一、軟土路基的基本特點(diǎn)

軟土路基主要由軟土構(gòu)成，從過(guò)往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，軟土路基含水量較大，軟土整體結(jié)構(gòu)相對(duì)較差，在外力作用下極易發(fā)生結(jié)構(gòu)形變。同時(shí)，其透水性較差，承載力以及抗剪切力較低，可塑性相對(duì)較差。軟土路基的這種結(jié)構(gòu)特性，對(duì)于高速公路項(xiàng)目施工活動(dòng)的開(kāi)展產(chǎn)生了極大的妨礙作用，一旦沒(méi)有采取合理的措施，應(yīng)對(duì)軟土地質(zhì)，勢(shì)必引發(fā)高速公路路基沉降、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響了高速公路的通行能力。軟土中含有較多的水分，這種土壤特性使其在外力作用下，極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，并且變形結(jié)構(gòu)體量較大，在施工環(huán)節(jié)，往往需要投入大量的精力，對(duì)軟土路基做好壓縮，避免土壤內(nèi)部間隙過(guò)大，影響軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。采取相應(yīng)的施工技術(shù)方案，有計(jì)劃、有目的地推動(dòng)軟土路基施工活動(dòng)有序開(kāi)展，消除軟土路基的影響，保證高速公路施工活動(dòng)的科學(xué)性、高效性。

二、高速公路工程施工中軟基處理存在的問(wèn)題

（一）抗?jié)B透能力問(wèn)題

軟地基施工過(guò)程中，具有較強(qiáng)的抗?jié)B透能力，分析土質(zhì)與實(shí)際施工情況，透水性屬于軟基處理中的主要問(wèn)題。由于軟土基的透水性不足，滲透系數(shù)的豎向值大都為100，將直接對(duì)土層水質(zhì)的排放產(chǎn)生不良影響，且在實(shí)際施工過(guò)程中，地基沉降系數(shù)會(huì)受到抗?jié)B透能力的影響，對(duì)土層水質(zhì)的正常排放產(chǎn)生負(fù)面作用。軟土空隙較大，抗壓能力較差，地基沉降的系數(shù)受到影響較大，導(dǎo)致高速公路施工過(guò)程中沉降問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。

（二）路面開(kāi)裂

在開(kāi)展軟基處理過(guò)程中，土層之間的縫隙會(huì)不斷增加，土壤土層的空隙不均勻，沉降問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，土壤土層之間的空隙不均勻，直接導(dǎo)致路基不均勻沉降問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，而路基的不均勻沉降，將直接誘發(fā)高速公路裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

（三）路面沉降

在開(kāi)展軟基處理過(guò)程中，未能依照相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展施工，從而道路運(yùn)行以后沉降事故的發(fā)生概率也不斷提升。缺少對(duì)過(guò)渡地段軟土路基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的把控，導(dǎo)致材料不符合相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，軟土路基地基施工剛度欠缺，路基形狀變化時(shí)有發(fā)生，對(duì)汽車的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，甚至影響道路投入使用以后的壽命。分析這一問(wèn)題發(fā)生原因，大都是由于地基自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異常，設(shè)計(jì)人員缺少對(duì)實(shí)地情況的考察，無(wú)法對(duì)土層位置進(jìn)行判定，無(wú)法從地質(zhì)情況出發(fā)合理采用施工技術(shù)干預(yù)。

三、軟土地基常用處理方法

（一）換填法

換填法是將軟土地基部分或全部挖除，然后再換填透水性較好的材料。這種方法施工工藝簡(jiǎn)單，容易操作，質(zhì)量也容易保證，通常換填厚度在1～2m。換填法施工主要以機(jī)械施工為主，人工為輔，采用機(jī)械設(shè)備將軟土地基全部挖除，并回填強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)、穩(wěn)定好的填料，碾壓密實(shí)后在進(jìn)行上部構(gòu)造物的施工。

通常，采用換填法處治的軟土地基深度不超過(guò)3m，換填厚度過(guò)大會(huì)增加工程造價(jià)，影響經(jīng)濟(jì)性。常用的換填材料有碎石、二灰土、砂礫材料等，這些材料不僅僅自身強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，對(duì)周邊土體的影響也較小。進(jìn)行換填施工前要制定科學(xué)合理的施工方案，綜合考慮路基截面形狀、工程地質(zhì)條件、承載力要求、材料供應(yīng)和施工人員的技術(shù)水平等因素。

（二）排水固結(jié)法

在公路軟土地基處治中，排水固結(jié)法是最常用的方法之一。這種處置方法的原理是在軟土地基處治之前，采用砂袋、塑料排水管等措施設(shè)置的排水通道，排出地基內(nèi)部的多余水分。軟土地基內(nèi)部多余的孔隙水被排出，可提高土體的密實(shí)度，降低土體的孔隙比，進(jìn)而達(dá)到提高土體強(qiáng)度的作用。這種方法廣泛應(yīng)用在淤泥質(zhì)或者粘土性質(zhì)的軟土地基中，排水效果較好。也可采用豎向排水體，排出軟土地基內(nèi)部的水分提高地基承載力。在排水固結(jié)施工中，可以采用加載的方式（如真空預(yù)壓法、砂井預(yù)壓法等）提高排水速度。采用排水固結(jié)法，可以逐步排出地基內(nèi)部多余的水分，使土體慢慢固結(jié)，達(dá)到提高土體強(qiáng)度的目的。

（三）密實(shí)法

1.強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是比較常用的一種軟土地基處置方法，將大型夯錘提高到一定高度后以自由落體的方式夯擊地基，利用沖擊力排出軟土地基內(nèi)部的孔隙水、使土體密實(shí)，加速固結(jié)，提高地基承載力。強(qiáng)夯法施工前應(yīng)制定方案，確定落錘高度、夯擊能量和夯擊遍數(shù)等施工參數(shù)，做好夯點(diǎn)布置。強(qiáng)夯法適用于飽和度較低的粉粘土，處治深度為6m～8m。強(qiáng)夯法所使用的機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，施工效率高，施工工期短，對(duì)施工工藝要求不高，節(jié)約原材料。然而，強(qiáng)夯法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境要求較嚴(yán)格，還會(huì)污染周邊環(huán)境。因此，在選擇強(qiáng)夯法處治軟土地基前，必須綜合考慮各方面因素。

2.拋石擠淤法

拋石擠淤法是在軟土地基內(nèi)部拋填一定數(shù)量和規(guī)格的片石，并借助外力的作用將軟土地基內(nèi)部的淤泥擠出，最終以片石代替淤泥，達(dá)到提高軟土地基的目的。這種方法適用于液性指數(shù)較高的土體，與置換方式不同，拋石擠淤法是使用片石置換淤泥，改變了路基地基的結(jié)構(gòu)，是一種安全、有效的處理方法。拋石擠淤法施工的關(guān)鍵是拋石速度，速度越快，可以排除越多的淤泥。對(duì)山區(qū)高速公路，路基開(kāi)挖下來(lái)的片石可以直接拋填到軟土地基，節(jié)約了原材料。為了防止處治后的軟土地基碾壓過(guò)程中出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，應(yīng)在其上部攤鋪一層30cm左右的砂礫石墊層。

四、結(jié)束語(yǔ)

2020年，我國(guó)高速公路通行里程達(dá)到16.9萬(wàn)公里，日益健全的公路體系，激活了經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力，為貨物運(yùn)輸、人員流動(dòng)等活動(dòng)的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為持續(xù)提升高速公路施工建設(shè)水平，施工企業(yè)需要針對(duì)不同地形地質(zhì)條件的特殊性，制定有效的技術(shù)方案，通過(guò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)、管理優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，逐步形成完善的高速公路施工體系，科學(xué)應(yīng)對(duì)軟土區(qū)域帶來(lái)的施工難題，實(shí)現(xiàn)高速公路施工質(zhì)量與管護(hù)難度的有效兼顧。