高速公路工程中軟土路基施工技術的應用

郝顯偉

（甘肅五環公路工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

高速公路是交通基礎設施建設的重要內容，在推動社會經濟發展方面發揮著重要作用。高速公路工程施工過程中，軟土路基比較常見，該類地質結構與常規地質結構有一定的差異性，軟土路基本身的荷載力不強，施工安全系數較低，對高速公路工程的施工安全及質量有很大影響，合理應用軟土路基施工技術是解決這一問題的關鍵。

因此，在高速公路工程的建設中，需要重視、優化對軟土路基施工技術的應用，保障施工的質量與安全，達到預期的施工效果[1]。

1 高速公路工程中軟土路基的特點及影響

在軟土路基中，隨著荷載力的增加，其軟土的強度也會隨之降低，還可能出現抗剪強度降低、流動性增加的情況，導致公路路面發生變形、沉降、開裂等病害問題。一旦高速公路路面出現病害，高速行駛中的車輛就會出現顛簸等情況，影響行車安全，隨著荷載力的持續增加，軟土路基路面甚至還會發生塌方、沉陷等情況，不僅會嚴重威脅過路車輛及人員的生命、財產安全，也會縮短高速公路的使用壽命，增加維修成本。

因此，在高速公路工程的軟土路基施工中，合理應用有效的施工技術，增強高速公路軟土路基的荷載力，可以有效防范公路變形、沉降、開裂等問題，對確保高速公路的行車安全、延長高速公路的使用壽命、降低維護成本具有重要意義[2]。

高速公路工程施工前，如果不能對施工現場進行嚴密的勘測，沒有發現軟土路基路段的存在，而應用常規的施工技術，就會對高速公路后期的施工及運行帶來較大的質量與安全隱患。而在后期施工中，若重新改變施工技術方案，不僅會嚴重拖慢施工進度，重新進行施工的設計與返工還會增加施工成本。因此，在高速公路工程施工過程中，需要加強對施工現場的勘測，針對軟土路基路段，設計出符合實際的施工方案，并確定合理應用軟土路基施工技術，確保高速公路工程保質、保量、保期完成。

1.1 富水性

軟土路基的一個主要特點就是富水性。與一般的地基土壤相比，軟土路基土壤結構中的含水量非常大。在高速公路施工過程中，富水性軟土路基會嚴重影響施工材料與路基土壤結構相結合后的穩定性，進而影響施工質量，拖慢施工進度，還增加了施工的安全風險。

此外，由于軟土路基具有較強的富水性，嚴重降低了地基結構的防滲性能，增加施工難度，因而容易在公路的應用中發生路基沉降、開裂等問題，影響高速公路工程使用的安全、穩定性，縮短高速公路的使用壽命，降低高速公路工程建設的經濟效益和社會效益。

1.2 孔隙率大

從土壤結構來看，軟土路基還具有孔隙率大的特點，具體表現為軟土路基的土壤結構非常松散，結構間的孔隙率較大，土壤結構的靜荷載力非常低。在高速公路工程施工過程中，由于軟土路基的孔隙率較大，結構的靜荷載力較低，無法承受施工物料、施工機械設備的荷載，因而極大地增加了施工難度，拖慢了施工進度，增加了施工成本，同時也直接影響了高速公路的施工安全與穩定。

2 高速公路工程軟土路基的施工技術要點

2.1 凍結技術

凍結技術是一種物化處理方法，軟土路基的富水性較強，可以應用凍結技術進行處理。在高速公路軟土路基施工過程中應用凍結技術，就是用大量干冰等冷凍劑，將富水的軟土路基中的水分冷凍起來，從而降低其含水量，增強軟土路基的強度，降低其對高速公路施工的影響。在采用凍結技術處理軟土路基的過程中，需要確保冷凍劑的冷凍速率與冷凍設備運行效果滿足工程要求，盡量降低施工時間與資金投入，最大限度地提高施工的經濟效益和施工效率，并確保軟土路基的施工滿足高速公路工程建設的要求。同時，在凍結技術的應用過程中，施工人員還需要掌握冷凍材料的物理及化學屬性，避免施工產生化學污染，保障施工的質量及安全[3]。

2.2 水泥樁攪拌

水泥樁攪拌技術是通過將水泥混合物向軟土路基中進行灌注，從而增強軟土路基的強度，提高路基荷載和穩定性的一種處理技術。在高速公路工程軟土路基施工過程中，應用水泥樁攪拌技術，能夠有效避免高速公路施工中路基塌陷的問題，確保高速公路的施工質量與安全。在具體的應用過程中，施工人員需要注意合理設置水泥攪拌樁的間距，確保其在達到增強軟土路基荷載與穩定性的基礎上，降低水泥樁設置的數量，降低高速公路的施工成本，提高高速公路工程建設的效益。同時，在實際應用中，施工人員還需要確保水泥混合物攪拌均勻、強度達標，保證水泥樁的質量和安全，施工過程中，還需要加強對軟土路基塌陷程度的觀察，確保施工的安全、穩定。

2.3 豎向排水固結

豎向排水固結技術是通過對軟土路基土層結構進行重量預壓，經垂直排水閥，將土體孔隙中的水分完全擠壓、排除，使其形成固結形態，從而增強軟土路基的強度和荷載力。在高速公路工程軟土路基施工過程中，應用豎向排水固結技術可以有效降低施工難度，合理把握軟土層的水分比，提高軟土路基施工的安全、穩定和質量。在實際應用中，施工人員需要先對軟土路基的形態進行分析，確定排水手段，從而有效控制軟土路基中的水分比例，達到良好的固結狀態。同時，在排水施工過程中，還需要合理控制排水量，避免抽水過多造成軟土層沉降幅度過大，或對地下水系統造成影響，提高豎向排水固結技術的應用效果。

2.4 土木織物處理

土木織物是指由人工纖維針刺編制形成的織物，其具有良好的延展性和滲水性，能夠達到較高的吸水要求。在高速公路軟土路基施工過程中，應用土木織物處理技術，可以有效提高軟土路基的穩定性。在具體應用過程中，施工人員需要在前期對現場軟土路基進行碾壓整平處理，然后將土木織物大范圍覆蓋在軟土路基上，確保其與軟土路基之間的有效銜接。在鋪墊完成后，需要采用小型壓路機，對土木織物鋪墊層進行碾壓，并均勻壓實，避免存在不平整、不均勻的情況，防止后期施工中出現路基不均勻沉降的問題。此外，施工人員還需要根據現場的實際情況，綜合分析土木織物與土木格柵的差異，并選取合適的材料進行鋪墊，確保滿足高速公路工程的施工質量與安全要求。

2.5 換填

換填技術是高速公路軟土路基施工過程中一種常見的施工技術，主要是將軟土路基中的軟土換填為性能良好的土壤，從而改善軟土路基的抗剪強度。在換填技術應用過程中，施工人員需要合理確定軟土路基的挖掘深度，并根據工程要求及現場的實際情況，選用合適的換填材料進行回填，使軟土路基的結構質量達到工程建設要求，提高高速公路建設的質量。同時，還需要嚴格按照路基開挖、土方轉運、回填、夯實、驗收等施工工序，確保換填施工的有序進行，避免影響施工進度和施工質量[4]。

3 應用實例分析

3.1 工程概況

某高速公路工程施工路段全長2.3km，設計路基寬度24m。通過對工程施工路段進行地質調查與勘測，發現該路段多處為軟土路基，需要采用軟土路基施工技術進行路基加固處理，從而保障工程施工的質量，確保高速公路的使用安全與壽命。根據軟土路基的實際情況，該工程經研究確定采用換填技術進行軟土路基施工。

3.2 施工工藝及流程

3.2.1 準備工作

第一，施工前，組織技術人員對施工圖紙進行了會審，編制完成了施工計劃方案，完成了技術交底；復測工程原面、審核坐標點、檢測進場材料等均確定完成。第二，施工設備的準備。對施工中需要用到的挖土機、壓路機、平地機等設備進行檢修、維護，保證施工設備的運行效率滿足施工要求，并停靠于現場指定的位置。第三，清理地基。在開挖前，對軟土路基進行清理，將其上的雜物、植物等清理干凈，并對坑洼處進行平整處理，確保路基表面的平整。同時，對影響施工的路旁灌木等進行修剪或直接拔除，確保施工視距和施工設備的正常通行。

3.2.2 施工開挖

首先，在開挖前，需要根據軟土路基的實際情況，合理確定開挖的范圍及方式。該工程中，采用挖土機對軟土路基進行開挖，以免對其他常規路基結構造成破壞。其次，及時對開挖深度進行測量標高，達到設計要求后，則實施排水溝施工，保證基坑排水；測量路基挖方密度，保證需要換填的軟土被全部挖出，避免影響后期施工。

3.2.3 土方回填

開挖施工后進行回填，該工程采用分層填筑、攤鋪的方式進行土方回填施工。在施工過程中，對回填土進行分層攤鋪，確保每層的厚度達到設計要求，厚度控制在路基填土的90%上下，分層回填完成后，及時進行平整、壓實。接縫處采用1∶1比例的坡度分層留臺階。

3.2.4 碾壓施工

一是回填完成后進行碾壓施工。該工程中，碾壓施工時，首先要對回填施工進行檢測，確保回填土達到設計要求后再進行施工；進行碾壓試驗，并根據試驗結果確定碾壓次數，確保壓實度滿足設計要求，碾壓后的路面平整無壓痕。

二是根據工程實際，該工程中選擇的碾壓方式為靜壓1次—弱振壓2次—強振壓2次—靜壓消除壓痕。在碾壓施工過程中，弱振壓及強振壓結束后，均需要對壓實度和壓實厚度進行檢測，并進行完整記錄，最后一次強振壓，要確保壓實度滿足設計要求。

三是在碾壓施工工程中，采取先慢后快的方法，將壓路機的速度控制在4km/h內；對于曲線段的碾壓，采用從內向外碾壓的順序，直線段的碾壓則從兩側向中間，保證良好的碾壓效果。

四是保證施工縫處的碾壓有一定的重疊度，提高施工縫處的碾壓密實度和填土壓實度。橫向縫的重疊度應當不小于40cm，并將其控制在50cm內；縱向縫的重疊度則需要在100～150cm，確保碾壓的完整性，避免出現漏壓或死角。

五是碾壓施工完成后，要保證路基表面平整無痕，并進行整體壓實檢測，確保壓實度達標，并對檢測數據進行記錄，為后期施工提供參考。

3.2.5 排水系統

在高速公路工程的換填土軟土路基施工中，排水設計是關鍵環節，需要從全局出發，結合施工現場的環境與氣候特點，合理設計排水系統，以保證施工的質量與安全。該工程中，軟土路基的含水量較高，在施工中通過設置排水系統，疏通地下水與地表水。在坡度較大區域，排水系統布置為溝槽方式，槽寬0.5m、深度為1m。此外，在路基施工完成后，在工程兩側的溝渠布置一定數量的混凝土澆筑的坡面，確保路基坡面平整，并能夠抵抗雨水沖刷和積水侵蝕，提高路基的抗水性。

3.2.6 養護施工

該工程的養護施工中，一是進行階段性的養護，在每次碾壓施工后，在路面鋪設養護覆膜材料，如棉毯、草袋等；均勻覆蓋，并根據現場氣候給覆膜材料灑水，提高養護效果。二是施工完成后的養護，施工完成后確定合理的養護時間，確保養護期間交通封閉，等換填層達到通車條件后再開放交通。

3.2.7 質量檢測

高速公路工程軟土路基施工完成后，需要對施工質量進行嚴格檢測。該工程中，對施工沉降值進行了全程監測，在軟土路基施工段設置了四個監測點，當填土高度達到設計值后，仍進行持續監測，2d/次，每10d為一周期，共持續監測兩個周期。根據監測點的監測數據對施工沉降情況進行分析發現，各周期的沉降值累計在2.5cm以下，表示路基結構穩定，滿足設計要求。該工程中，四個監測點的各周期累計監測值分別如表1所示。

表1 四個監測點累計監測值（單位：cm）

由表1可知，該工程各周期的監測值均不超過2.5cm，且第二個周期的監測沉降值穩定，表明施工達到了設計要求。

4 結語

高速公路是推動社會經濟發展的重要紐帶，其建設質量直接影響著區域經濟發展。軟土路基是影響高速公路工程建設質量的重要因素，在實際施工過程中，相關人員必須立足實際，采取合理的軟土路基施工技術，確保施工的質量與安全，提高施工效益，充分發揮高速公路的社會價值和經濟價值。