高速公路軟土路基加寬工程施工技術探究

李淑連

（石家莊市公路橋梁建設集團有限公司，河北 石家莊 050000）

由于高速公路建設初期沒有考慮到現有交通量需求，導致一部分高速公路出現了通而不暢的現象。為滿足急劇增長的交通要求，亟需對現有高速公路進行升級改造，主要以舊路加寬改造為主[1]。我國疆域遼闊，地質條件復雜，在開展路基施工時通常會遇到膨脹土、軟土、鹽漬土等特殊土質，如果不對其進行科學處置，后期容易造成嚴重事故。本文詳述了現有的軟土路基加寬處置技術，并依托實際工程，對路基加寬工程中各項指標進行設計，避免高速公路加寬施工中出現不均勻沉降等問題。

一、路基加寬技術要求與形式

（一）技術要求

若使用排水固結法對軟土路基進行加寬處理，一定不能破壞原有路基的地下水位，施工前需要新建護欄將河流、水庫等地下水位隔離，方可修建新的路基。

在選擇新填筑材料時，要保證與原路基材料基本相同，如不能保持一致，可以使用高排水性材料進行填筑。當采用細粒土填筑路基時，可以通過設計盲溝來解決路基內部積水問題，以便更好地控制路基含水率。

原路堤加寬施工中，需要開挖一個不小于1m的臺階，且拼接部分高度不大于0.7m，以保證加寬路基結構的穩定性[2]。

（二）加寬形式

雙側加寬適合新老路基中心重合，周圍無建筑物、無地下電纜影響的情況。若高路堤采用雙側加寬的處理方式，可能會導致原路基與新路基之間結合不緊密。

單側加寬即在原路基一側進行新路基加寬，相較于雙側加寬的方式，具有取土方便、加寬長度更長、便于壓實、施工工藝簡單、對原路基擾動小、節約耕地面積等優點。

無論采用上述哪一種加寬方式，都必須保證新路基與原路基之間緊密結合，從而共同承擔荷載作用。針對軟土路基，若新加寬路基底部的軟土并未處理或處理不當，后期將導致新加寬路基在荷載作用下發生錯臺、開裂甚至整體滑移，進而對整個路基層產生較大影響。

二、軟土路基加寬處置技術

（一）加筋土處理技術

顧名思義，加筋土就是在原路基中添加筋體材料與土形成復合路基，以此來增強土層間的摩阻力，提高路基土整體抗拉性能、抗剪性能和穩定性，能夠起到摩擦作用、鎖定作用和被動抗阻作用。這3種作用共同對土顆粒加以約束，避免其發生側向位移，有效改善了土體的水平應力狀態，在提高承載力的同時，可確保土體沉降量穩定在一定范圍內。

加筋土處理技術具有明顯的優勢，如可以有效減少沉降量，利于軟土路基的應力均化，防止產生不均勻沉降等。此外，加筋材料還能增強原路基與加寬路基之間的連接作用，使原路基與新路基形成一個穩定整體[3]。

（二）管樁技術

管樁技術根據混凝土強度分為預應力混凝土薄壁管樁、高強混凝土管樁和混凝土管樁3種，在進行軟土路基加寬設計時，3種技術均以土體變形為第一控制要素，以便將沉降量控制在合理范圍內。由于處理軟土路基時不需要管樁具有較高的承載力，因而許多工程都采用預應力混凝土薄壁管樁進行施工。具體施工步驟如下：

第一步：表面清理及放樣。首先要全面清理施工作業區的雜物，同時利用全站儀和米尺等測量工具確定樁位和樁孔中心，并做好標記。

第二步：樁機就位。為防止樁機在移動過程引起地表凹陷，施工前應根據標記將樁機移動到樁孔位置處，微調樁機使其與樁孔中心對齊。

第三步：管樁吊運及插樁。管樁吊起采用單點法，即使用鋼絲繩吊起管樁一端，使其緩慢呈豎直姿態，然后將其放入夾樁箱中，通過調整樁機使其與樁孔對準，將垂直總偏差控制在0.5%以內。

第四步：壓樁。開啟樁機的壓樁按鈕，壓樁過程中隨時記錄壓樁時間和壓力指數。

第五步：接樁與焊樁。待樁體還剩1m左右時，立即將下一節樁頭安裝到位，并依靠樁機定位板將兩節樁頭固定，校核偏差保證在2mm以內。當樁體間出現空隙時，應使用楔形鋼板焊接，保證樁身穩固成一體。

第六步：終止壓樁。壓樁過程嚴格按照規范進行，當樁體在正常荷載作用下沉降量小于2mm/min時，即可終止壓樁。

三、工程實踐

（一）工程概況

某高速公路屬于軟土地基，全長18km，其中路基寬46.6m。由于交通量日益增大，導致交通擁堵現象越來越嚴重，亟需對路面進行加寬處理。項目施工中，如不提前處理軟土地基，容易發生沉陷、滑塌等安全事故。對此，項目組決定采用CFG樁技術進行處理，預估處理路段約5.6km，預算投入5臺樁機，但考慮到天氣、地質條件影響，將原計劃完工時間由145d調整為180d。

（二）旋噴樁復合地基設計

樁徑設計：現階段高壓旋噴樁的樁徑設計大多采用經驗法，本文綜合施工工藝、設備及承載力等因素，匯總了目前旋噴樁的樁徑設計值，具體如表1所示。

表1 高壓旋噴樁樁徑設計經驗值

深度設計：考慮到施工設備及地質條件等因素，通常將高壓旋噴樁處理深度控制在10m～17m，本文從經濟性角度出發，將深度控制在10m～12m。

材料選擇：高壓旋噴樁以水泥為主體材料[4]，也可以添加少量外摻劑，但具體摻量要結合實際情況決定。本文使用強度為32.5MPa的硅酸鹽水泥，水灰比設定為1：1。

（三）CFG樁與其他復合地基處理方式對比分析

由于CFG樁并不適用于所有的軟土路基處理，如在橋頭等過渡段使用干噴樁更加合適。但在CFG樁施工規范且質量符合標準的前提下，效果要比粉噴樁的更好。本文將CFG樁與其他復合地基處理方式進行經濟性對比分析，具體如下：

表2 經濟性對比分析

由上表分析可知：與粉噴樁、碎石樁相比，CFG樁的成樁質量更好，有效深度更長，且具有較高的應力比，雖單價高于粉噴樁和碎石樁一倍以上，但施工效果更佳。旋噴樁單價高出CFG樁1.5倍，卻只能達到CFG樁1.2倍的承載力，性價比較低。從施工效果來看，CFG樁具有較高承載力和抵抗沉降變形的能力，非常適用于軟土路基處理。通過綜合分析，CFG樁成為最優選擇。

四、結語

本文將CFG樁與其他復合樁基處理方式進行經濟性對比分析，得出如下結論：從施工角度看，CFG樁具有較好的承載力、應力比和成樁質量，從經濟性角度看，CFG樁具有較高的性價比，是處理軟土路基的最優選擇。