高速公路軟土路基施工技術分析

劉書景

（撫州市東臨環城高速公路有限公司，江西 撫州344000）

0 引言

高速公路對我國國民經濟的總體發展有至關重要的作用。高速公路是我國基礎設施的重要組成部分，能夠為居民的日常交通出行以及基礎物資運輸提供極大的便利，是我國各地區經濟發展的重要保障。在高速公路施工中常會遇到軟土路基，若是對其處理不當，會影響工程質量。因此，需要對軟土路基施工技術進行研究，保證高速公路工程整體施工質量，以不斷提升我國高速公路建設水平，促進國民經濟發展。

1 軟土路基概述

軟土路基是高速公路施工中常見的特殊路基之一。軟土主要由黏性土、松散砂、淤泥等成分構成，這種特殊土質在我國部分降雨量較大、氣候較為濕潤的地區比較常見，如河流沿岸及沼澤周邊等。軟土具有含水量大、荷載性弱、易沉降、抗剪切能力差等特性，極大地提高了高速公路路基施工的難度。

在軟土路基施工中，若是對實際路基情況把握不明或對軟土路基地段的處理不到位，極易影響工程整體質量，如軟土路基抗剪力與路面外負荷失衡，導致高速公路路面出現裂縫、塌陷乃至塌方等。因此，相關施工單位在進行軟土路基路段施工時，應采取相應的施工工藝對軟土路基路段進行相應的處理，進而提升高速公路工程整體施工質量。

2 軟土路基特點

2.1 富水性

富水性是軟土路基的主要特點之一。調查研究顯示，目前我國軟土路基的含水量多在35%～85%之間，部分地區的軟土路基含水量超過100%。過高的含水量會降低路基的穩定性，且會大大提高施工難度，影響施工效率及質量。另外，由于軟土地質的水含量較高，在高速公路建設過程中，地基結構的防滲工作也很難順利開展。軟土路基地段的高速公路時常會出現路基滲水、路基結構塌陷、路基結構面沉降等病害現象，這些問題不僅會增加施工成本、拖慢施工進度，還會影響高速公路的整體使用壽命及使用安全性。

2.2 荷載性能弱

路基的荷載性能是關系到高速公路最終運輸能力及使用壽命的重要因素。由于軟土的孔隙率較大、土壤結構松散，其內部結構很容易因震動、擠壓、受力等因素受到破壞，從而出現變形甚至流動，這便會嚴重影響軟土路基路段高速公路的運輸能力，還有可能因為不均勻沉降導致路面崎嶇或產生裂縫。軟土路基的壓縮模量通常在4Pa以上，其壓縮性會隨液限指數的變化而變化，即液限指數提升，則軟土的壓縮性隨之提升。因此，需要對軟土土質進行一定的處理，提高路基的穩定性，進而保證高速公路的荷載能力及運輸能力。

2.3 抗剪切能力差

相關經驗及調查研究結果表明，如果不對軟土路基進行排水處理，其抗剪強度便難以達到20MPa，其內部摩擦角度基本在20～35之間。這主要是由于軟土主要由松散土層、松散砂層、泥炭等成分構成，其內部結構較為松散、間隙較大，在受到較大的剪切力時極易出現變形、偏移等現象，會導致路基出現不同程度的變形或偏移，使高速公路的整體穩定性及安全性無法得到保障。

3 現階段軟土路基施工常見問題

3.1 軟土路基施工水平整體較低

目前，在高速公路施工中，軟土路基施工仍然是一大難題。雖然當前已有較為先進、科學的軟土路基施工技術，但部分施工企業綜合考量施工成本后，仍會采用傳統工藝進行施工。部分施工企業雖然引進了先進的技術手段，但由于缺乏專業的指導及先進的技術使用經驗，在實際施工中仍會存在一定的不足。綜合來講，目前軟土路基的整體施工水平仍不甚理想，而施工水平欠缺會導致高速公路整體施工質量難以得到保障，除了可能出現資源浪費、工期拖延等問題，還可能導致高速公路軟土路基路段后期出現沉降、裂縫、偏離等現象，甚至會引發交通事故。因此，提升軟土路基整體施工水平刻不容緩。

3.2 軟土路基施工缺乏科學指導

高速公路實際施工環節普遍存在缺乏科學指導的現象。現階段，在高速公路工程中，無論是在施工計劃制定環節，還是在實際施工技術應用方面，施工團隊多是依靠經驗，施工過程缺乏系統、科學的理論指導。在遇到軟土路基等特殊情況時，公路施工團隊往往不能制定出最精準、科學的施工方案，這會使高速公路的最終建設質量受到影響。由于高速公路施工具有較強的時間跨度與空間跨度，所面對的路基情況也十分多樣，所以施工團隊應該以充足的實踐經驗與科學的理論指導為制定施工計劃的基礎，再根據實際施工需求以及施工環境對施工計劃進行優化、改進，并對施工過程中可能遇到的風險及隱患等進行預判及規避。

3.3 施工人員素養有待提升

由于軟土土質具有荷載性能弱、含水量大、抗剪切能力差等特點，使得軟土路基施工的難度較大、耗費時間較長、施工技術也較為復雜，對相關施工人員的專業能力及職業素養等提出了較高的要求。在軟土路基施工中，需要施工人員具備充足的理論知識與豐富的工作經驗，能夠對復雜的土質情況進行較為精準的判斷，同時需要管理人員具備較強的責任意識與專業能力，這樣才能切實保證高速公路整體工程質量。而目前，在軟土路基施工中，仍存在因相關工作人員及管理人員專業能力及職業素養不足、未能精準把控路段環境及實際施工情況而導致的質量問題。

3.4 軟土路基施工整體難度較大

軟土路基的實際施工質量，除了受施工團隊技術水平、專業能力及職業素養等主觀因素的影響，還受地質環境、氣候及外部溫度等因素的影響。考慮到軟土路基施工過程中及工程完成后，可能出現不均勻沉降問題，施工團隊應在實際施工之前就做好沉降預判工作，并采用科學、有效的方式對軟土路基進行處理。另外，在軟土路基施工過程中，也可能因對土質實際情況判斷不明、施工操作不當、施工計劃與實際環境不匹配等，出現路基滑坡現象。為避免以上問題，施工團隊在制定施工計劃及實際施工時，應當對自身施工水平及外部環境因素等進行綜合考量，并對可能出現的風險及問題進行預判與規避，通過充足的準備以及細致的施工，為軟土路基路段高速公路的整體質量提供保障。

4 軟土路基施工實際應用技術分析

4.1 排水固結法

排水固結法簡單來說就是在軟土路基表面增加砂墊層，構成排水結構，再通過加載預壓等方式，將軟土路基的含水量控制在合理范圍，從而提升軟土路基的荷載強度。一般情況下，如果排水需求較低，可以僅增加水平排水結構，如果排水需求較高，還需要在水平排水結構的基礎上，在砂井處設置豎向排水結構。

4.1.1 水平排水墊層

在設置水平排水墊層時，應選用具有良好透水性的鋪墊材料，如中粗砂材料，同時要注意將材料的黏聚力控制在3%左右，還要控制好排水墊層的整體滲透系數，使其整體滲透系數能夠始終保持在規定范圍內。

4.1.2 豎向排水墊層

豎向垂直排水法主要是通過設置砂井等方式實現排水。設置砂井可以使軟土路基內的水分被逐步排出，實現均勻沉降，進而提升軟土強度。基于豎向排水墊層的特點，其可以應用在降水較少的區域。

4.2 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是軟土路基路段施工中的常見技術，該技術主要適用于以淤泥粉土為主要成分的軟土路基，其原理是使用固化劑對軟土結構進行調整，提高其整體穩定性。使用相應的機械設備將水泥注射到需要處理的軟土路基內部，并通過攪拌的形式將水泥固化劑與路基軟土進行結合，使其能夠通過水化反應和水解反應形成凝膠顆粒，進而提升軟土路基的荷載力及強度。

水泥攪拌樁技術的優勢在于不會產生施工垃圾、作業期間產生的噪聲及震動也比較小，不會對環境造成太大影響。在對軟土路基進行正確判斷的前提下，合理應用該技術，能夠達到有效的處理效果，使軟土路基的荷載力得到大幅度提升。在實際應用水泥攪拌樁技術前，必須先對軟土的組成情況進行判斷，只有明確的軟土組成成分，進而明確固化劑的選擇及用量，才能真正發揮水泥攪拌樁技術的實際作用。并且，在實際施工前要對設備進行檢測及維修，避免在施工環節出現卡管、噴漿堵塞等問題，保證施工順利進行。

4.3 填充置換技術

填充置換技術簡單來說就是將承載力較弱、容易變形的軟土挖除，再填充其他優質土壤，從而提升土壤的強度及抗剪切性能。在實際操作中，可根據軟土的實際情況及施工要求選擇適宜的土壤或碎石進行填充置換。在填充置換施工過程中，應嚴格按照計劃及規定選擇回填材料并壓實。路基壓實度與換填材料要求可參考表1。

表1 路基壓實度與換填材料要求

4.4 拋石擠淤技術

拋石擠淤技術，簡單來說就是向軟土路基的淤泥層表面填充大量石料，通過石料擠開淤泥，進而提高軟土的承載力及強度。該技術所采用的石料一般為尺寸在15～30cm之間的碎石。拋石擠淤技術多應用于表面無硬殼、厚度較薄、整體質地較稀且厚度不超過3m的軟土，如洼地。由于拋石擠淤法不需要耗費大量的人力及時間成本進行挖淤或抽水，因此較受施工團隊的青睞。在應用該施工技術前，相關施工人員應對施工現場的地質情況及氣候條件等進行調研與分析，如果存在因大量降雨導致的上層滯水現象，還需采取其他處理措施。

4.5 真空預壓技術

采用真空預壓技術，要先在軟土路基中設置豎向排水通道，然后在軟土路基表面鋪設砂墊層，再在砂墊層上設置不透氣封閉膜。完成以上步驟設置后，便可通過預先設置的排水通道進行抽真空處理，使封閉膜下形成負壓狀態，進而提高軟土路基的強度。該施工技術的優勢在于成本較低、工期較短且不會對環境造成污染，但該技術目前處于起步階段，尚未取得較好的推廣成效。

4.6 強夯技術

強夯技術也是目前常用的軟土路基處理技術之一。其原理是通過重復夯實作業對軟土進行壓密處理，從而提升路基的強度及承載力。通過起重機吊起重錘，使重錘進行自由落體，從而對軟土表面進行強夯。該技術的優勢是成本低廉、工藝簡單、效率較高，但不適用于對飽和粉土及黏性土的處理。

5 軟土路基施工改善策略分析

5.1 完善前期準備工作

由于不同地區的氣候類型及軟土壤的組成結構等存在差異，所以需要針對不同的軟土采用不同的技術方式。在正式施工之前，施工團隊需要對施工路段進行勘測，并根據勘測結果制定針對性的施工方案。在對軟土路基地段進行勘測時，應保證勘測數據的準確性，再根據實際的勘測數據進行建模分析，綜合工程建設要求、區域特征、未來規劃等因素，不斷優化施工方案，最終制定出符合工程實際需要且科學有效的施工方案，最大程度地保證高速公路建設質量。

5.2 加強對施工環節的監管

高速公路工程的施工工序較為復雜，施工參與人員較多且人員素質參差不齊，工程造價成本較高，合理有效的監管策略是保證高速公路施工高質、高效開展的關鍵。在實際施工環節，若是監管不力，很容易影響工程質量、降低施工效率。因此，施工企業需要對施工過程進行有效的監管，可以聘請第三方監管公司進行施工監管，也可以設置多方聯合監管小組，通過權力制衡實現有效的監管，還可以通過先進的衛星技術設備進行遠程監管，為高速公路施工質量提供保障。

6 結語

在高速公路工程施工過程中，不可避免地會遇到軟土土質，經過長期的經驗積累，目前相關施工企業已經能夠對不同類型的軟土路基進行妥善處理，以保證高速公路建設質量。為進一步提高我國高速公路建設質量，還需要相關領域的技術人員不斷鉆研，不斷完善相關施工技術，促進我國交通建設業的發展與進步。