高速公路路基施工中軟基加固施工技術

吳越江

摘要 軟基是路基工程施工中常見的地質條件，因其含水量高、透水性差、壓縮性高等特點，施工過程中須經加固處理才能滿足施工要求。軟基加固施工是路基工程施工中的重點、難點。文章以福建省云平高速公路路基工程為背景，從軟基的特點及危害出發，分析碎石樁技術在軟基加固中的應用及效果，以期可以為高速公路路基工程施工穩健快速發展助力。

關鍵詞 路基施工;軟基;碎石樁;加固

中圖分類號 U445.36 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0092-03

0 引言

隨著經濟的快速發展，高速公路等重要基礎設施項目不斷增多，并且高速公路工程施工多數在野外進行，地質條件復雜，路基工程施工中軟基較多，施工過程中處理不當會使道路發生塌陷、裂縫等問題，嚴重影響路基工程質量及使用安全[1]。因此，高速公路路基工程中加大軟基加固施工技術研究，優化施工方案，對路基工程長久穩定運行及發展有著重要的意義。

1 路基軟基的特點

相對常規性地基，軟基的含水量通常達到4%～72%，且飽和度在95%以上，因軟土地基中含有大量的沉積淤泥、腐殖植物以及流質等，孔隙比在1.0～1.9。軟土地基中以粘土和粉質土為主，壓縮性較高，易受外力影響而被壓縮，承載力變小;因為粘土的孔隙比較小，水分的流動性較差，導致軟基的透水性較低，易因外力荷載影響發生變形[2]。在路基工程施工中，要根據軟基的實際情況選擇合適的施工方案進行加固處理，來消除或減弱軟基對路基工程施工的不利影響。

2 路基軟基的危害

地基的強度及穩定性直接影響地面建筑物的質量及安全。高速公路路基工程務必重視軟基的處理。在路基工程建設中，軟基施工處理不當，路基會在車輛等荷載的作用下發生彈性變形，引起路基強度及穩定性降低，從而導致路基塌陷、車轍及翻漿等問題。

2.1 路面沉降

在高速公路工程軟土路基施工過程中，如未合理編制施工技術方案，不利于保障路基整體施工質量，在高速公路工程投入運營后會出現不均勻沉降等問題。在軟土路基中，路段過渡部分容易產生路面沉降問題，在雨雪或者高溫等極端天氣中，會擾動路基結構的核心材料，導致路面沉降及變形。軟土路基在荷載作用下的路面沉降速度會加快。

2.2 路面開裂

軟土路基施工處理不當會引起路面開裂問題，在高速公路軟土地基施工過程中，地基沉降不斷加劇，路基結構的縫隙量和空隙率會變大，施工單位未采取有效控制措施，會引起路面開裂，增加高速公路風險。

2.3 增加含水量

軟土路基具有較高的含水量，地下承壓水直接影響高速公路施工，地下水浮力影響軟土地基，不斷增大軟土地基的含水量，影響高速公路整體施工質量。在實際施工中未充分分析軟土路基實際情況，未合理設計排水系統，會增加施工概算和實際施工的偏差，引發路基沉降問題，不利于控制軟土路基含水量，上涌地下水會引發路面開裂問題，影響行車的安全性。在雨水沖刷和浸泡下，降低了路基承載力，施工單位若未及時修復，導致施工結果與設計要求出現偏差。

3 高速公路路基工程軟基處理的要點

在確定施工方案之前，施工單位要綜合分析軟土區域的地質特征，全面勘察施工現場。對施工現場存在軟土地質的區域進行分區處理。針對不同的路段和區域制定針對性的施工方案，并論證施工方案的可行性，保障工程預算的合理性。在施工中嚴格按照施工方案基技術規范，有效控制填土層高，避免發生路堤滑移等問題。

在高速公路路堤施工階段，施工單位在處理軟土地基時，完善臨時排水，合理處置地下水及地表水，要落實防護工程施工，設置盲溝和截水溝以及排水溝等來優化軟基處理效果。

4 工程概況

福建省漳州市云平高速公路是海西網“四縱四橫”中貫穿漳州東西，通往廣東省梅州市的重要通道，該項目對于發展閩西南經濟，同步廣東具有重要的意義，同時也是打通平和縣與梅州市聯絡的重要通道。云平高速公路起點連接沈海高速公路G15云霄互通，穿越漳州云霄縣，至平和縣九峰鎮，過九峰鎮與廣東梅州相接。項目主線為四車道高速公路，整體式路基寬度為24.5 m：中間帶寬度3.0 m（中央分隔帶2.0 m+路緣帶2×0.5 m），行車道2×7.5 m，外側路緣帶及硬路肩寬度2×2.5 m，土路肩寬度2×0.75 m;分離式路基單幅寬度為12.25 m，其中：行車道寬2×3.75 m;行車道左側路緣帶寬0.75 m，右側硬路肩寬2.50 m（含路緣帶0.5 m），土路肩寬2×0.75 m。其中平和縣坂仔鎮有現狀農田的地區，K25+180～K25+600段的路基為軟弱地基，經現場勘測及綜合分析后擬定采取碎石樁技術進行軟基加固施工。

5 軟基設計方案

通過現場地質勘測，該高速公路路基項目的K25+180～K25+600段土層以人工雜填土、耕植土及淤泥質土為主，承載力比較低，不適合作為路基的持力層，不能直接作為路基填料。具體來說，該路段的路床底0～

5 m以人工填土為主，其地基允許承載力是60 kPa，路床底5～12 m范圍內以淤泥質土為主，地基允許承載力是70 kPa，無法滿足高速公路路基工程的路基荷載要求（軟基加固后承載力需≥130 kPa），未達到路基地基承載力設計要求。

綜合勘察結果及現場實際情況，經各方商議研究，擬定采用碎石樁技術對K25+180～K25+600段軟基進行加固處理。具體如下：先根據設計要求的碎石樁樁頂標高，對場地進行整平，再打進碎石樁，樁徑為0.6 m，樁長度為10 m，樁間距為1.2 m，并按1.2 m×1.2 m在路基紅線范圍內進行梅花形布置（見圖1所示），且碎石樁須打進路基基底持力層長度≥0.5 m，然后鋪設土工格柵及厚30 cm的良好級配碎石墊層。同時，為防止路基發生不均勻沉降，要求土工格柵換填段多延伸8 m形成過渡段。

6 碎石樁施工方案及主要工藝

6.1 施工方案

（1）挖掘機配合推土機初步將場地整平后，進行測量放樣，畫出中心線和邊線控制樁，并確定樁位。

（2）根據碎石樁布置圖，利用鋼尺進行碎石樁布置，在開始大面積施工之前，選了3號～17號15根具有代表性的樁進行試樁，進行首件工程。

（3）為擠走部分軟土和減小對軟土的擾動，確定按照從路基左側向右側順序、間隔跳打的方式進行碎石樁施工。

6.2 施工工藝

碎石樁施工的具體工藝如下：場地平整及清理→測量放線、設置空位→吊機進場→振孔設備就位→振動擠土成孔→提起振孔設備，并往孔中倒入碎石→反復對碎石進行振搗→成樁→移機到下一個樁位，重復上述步驟直到全部成樁[3]。

6.3 質量控制

（1）碎石樁施工用的碎石都是良好的級配碎石，含泥量≤5%，粒徑20～50 mm，施工前所有材料均通過試驗檢測合格，各項指標都滿足施工要求。

（2）碎石樁施工中每米樁的投石量以不低于1.2倍計算投石量為準。

6.4 施工記錄

（1）碎石樁施工中，嚴格對單樁成樁時間進行記錄，掌握第一手資料。最短成樁時間為9 min，最長成樁時間為13 min，最終平均成樁時間為11 min，具體見表1所示。

（2）電流值。通過對比前15根樁的打設發現，碎石樁正常施工過程中電流值應控制在50～60 A，在進入持力層的時候，應加大電流至80～90 A，直至設計樁長，然后可以停止打進施工，并提起施工設備。

（3）充盈系數。現場對碎石樁施工中實際灌入碎石量進行詳細記錄，并與設計碎石量進行對比計算得出其平均充盈系數為1.38，具體見表2所示。

6.5 效果檢測與結論

6.5.1 效果檢測

碎石樁施工完成后，采取慢速維持荷載法對碎石樁做了豎向靜力荷載試驗[4]。根據規范和設計中“碎石樁總數的5‰控制全數進行檢測，不足一千根樁的地段，檢測應不少于3點”的要求，經各方商議研究，決定此次試驗抽檢頻率為1%。現場選用2.5 m×2.5 m的壓板，每塊壓板可覆蓋3根碎石樁，檢測噸位：2.5 m×2.5 m×14 t/m2×2倍=175 t。經檢測樁基的承載力均達到了145 kPa，完全滿足設計給定的指標要求。

6.5.2 結論

通過對K25+180～K25+600段軟基進行碎石樁加固，該段地基的承載力均達到145 kPa>標準值130 kPa，碎石樁加固施工達到了預期效果。

7 其他高速公路軟基加固施工技術

7.1 表層處理法

7.1.1 砂墊層法

地基山谷部分的軟土層厚度較小，且具有較大的含水量，可利用砂墊層處理高速公路軟基，注意控制砂墊層厚度在0.5～1.2 m范圍內。利用砂墊層法固結軟土層，同時利用砂墊層降低填土內部的水位。因排水距離比較長，且涉及較大的填土路基，須設置盲溝，合理縮短砂墊層中的排水距離，優化整體排水效果。如選擇粉土作為填料，粉土缺乏透水性，當坡腳周圍的砂墊層被土覆蓋之后，將影響側向排水，施工單位須采用針對性的措施妥善處理砂墊層端部。

7.1.2 表層排水法

軟土地基含水量較大，土質情況較好則可利用表層排水法，施工時開挖溝槽，落實填土工作。完全排出地表水后，可降低地基上部的含水量，避免影響路基施工機械設備正常運行。施工單位可以利用碎石和沙礫等作回填材料，有利于優化透水性。

7.1.3 敷墊材料法

軟土地基土層缺乏均勻性，會引發側向位移和不均勻沉降等問題，施工單位可利用敷墊材料法處理軟基，敷墊的材料必須具備較強的抗拉性和抗剪性，有利于規避側向變拉和沉降等問題。進一步提高地基結構的承載力。敷墊材料法可以利用土工布和玻璃纖維格柵等材料。

7.2 土工格柵處理技術

控制土工格柵材料質量，在實際施工前檢測材料質量，結合工程實際情況施工試驗路段，用于指導后續施工。土工格柵橫向抗拉強度在60 kN/m以上，縱向抗拉強度在80 kN/m以上。

在拼接土工格柵過程中，確保土工合成材料的完整性，控制搭接長度不少于0.6 m。嚴格按設計圖紙施工，提高下承層的平整度，避免發生褶皺和損壞等問題。利用分層壓實施工方式控制土層含水量。

清理表面的碎石，提高土層的平整度。落實養護工作，提高土工格柵的質量。在回填過程中注意協調機械運行方向，沿著路堤軸線施工，落實動態沉降監測工作。

8 結束語

綜上所述，高速公路路基工程施工中遇到軟基時，要準確地勘測軟基的具體地質情況，制定合理的施工方案，選用合理的加固措施，嚴格控制施工質量，保證軟基加固施工高效優質完成，為整個高速公路工程實現預期的質量目標及效益目標奠定良好基礎。

參考文獻

[1]閆春妹. 道路工程施工的軟基加固施工技術[J]. 交通世界， 2021（16）： 65-66.

[2]張世亮. 市政工程施工中的軟基加固技術思考[J]. 城市建筑， 2021（9）： 175-177.

[3]曾寧. 軟基加固施工技術在市政道路工程中的應用[J]. 黑龍江交通科技， 2020（11）： 42+44.

[4]陳金鵬. 軟基加固施工技術在市政道路施工中的分析[J]. 科學技術創新， 2020（16）： 124-125.