高速公路工程施工中軟基處理關鍵技術的應用

楊 旭

（四川公路橋梁建設集團有限公司公路三分公司，四川 成都 610000）

0 引言

高速公路工程施工中，難免會遇到不同類型的地基，軟土地基是最為常見的特殊地基之一。軟基具有含水率高、孔隙率大、抗剪強度低等特點，需要進行妥善處理方可作為高速公路路基使用。軟基處理技術是高速公路工程施工的關鍵技術，技術選擇是否得當、技術應用是否規范，會直接影響高速公路施工質量。為此，應結合實際工程的具體情況，選擇適合的軟基處理技術，并把握住軟基處理技術要點，確保軟基處理科學、規范、可靠。本文介紹高速公路工程軟基處理的常見技術方法，對換填法、加筋法、預壓法、樁基礎等工藝方法的關鍵技術進行分析，介紹不同軟基處理技術的特點與技術要點，為相關工程建設提供有價值的參考。

1 軟土地基的特點

軟土地基是一種低強度的軟弱地質，主要由泥炭等有機物質組成，含有大量水分和腐殖質，是由絮凝狀物質沉積而來。軟土地基自身的含水率很高，孔隙率較大，穩定性能很差，且強度也很低。一旦受到外力作用，很容易破壞軟基內部結構，容易出現不均勻沉降或變形，導致邊坡土體發生坍塌，影響高速公路工程的長期穩定性。

軟基自身孔隙率大，含有較多水分，透水性不足，對土層水質的排放不利，在長時間降雨的季節難以讓雨水滲透到地基深處，會使地基更加松軟。部分軟基區域地下水豐富，長期受地下水沖刷，容易產生沉降問題。軟基土層結構不穩定且土質松軟，自身硬度小、強度低，承載能力較弱，難以固化處理，容易發生明顯變形等問題，甚至導致路面沉降、坍塌。在高速公路工程施工中，如果未能按照相關標準對軟基進行處理，缺乏對軟基結構和受力均勻的把控，未能合理采用軟基處理技術進行干預，可能埋下質量安全隱患，影響高速公路使用壽命和運營的穩定性。

2 高速公路工程施工中軟基處理關鍵技術

軟基處理技術種類眾多，換填法、加筋法、預壓法等都是較為常見的軟基處理方式，不同的軟土地基處理技術各有優點和特色，分別適用于不同的軟土地基類型。高速公路工程施工中，一方面要根據具體工程軟基的實際情況，選擇適合的軟基處理方法，做到因地制宜，確保工藝技術選用科學；另一方面要抓住軟基處理技術要點，保證技術應用的規范、合理，達到預期的施工目標。

2.1 換填法

換填法是一種常見的軟基處理方式，適用于淺埋的軟土地基，不適用于軟土分布范圍過大的情況。在施工前，需要組織技術交底，深入施工現場核對技術數據信息，明確施工工藝標準、檢驗標準等，確保技術人員熟悉設計圖紙和工藝流程，規范指導路基換填施工。換填的工藝流程包括測量放樣、軟土清除、回填、整平、壓實、檢測等環節[2]。

開工前，需要確定路基換填的取料場，在施工現場換填路基兩側挖設臨時排水溝槽，避免開挖軟土期間地表水滲入。安排專門的測量小組進行測量放樣，在軟基換填邊線放樣時，需要對兩側加寬，對控制點復測以確認無誤，再對中線和邊線進行恢復。

換填前挖除不良土壤，軟弱土層應確保清除干凈，檢測持力層的承載能力。基坑底部橫坡坡度過大時，需開挖臺階。換填前需要對施工區域進行認真檢查，使用水泵將積水抽干，將雜物清理干凈并運出施工現場。

對回填的材料，應進行檢驗以確認質量合格。在片石換填時可采用分層換填方式，按設計的換填厚度確定方格網尺寸，將片石換填到指定區域，最后用壓路機重復壓實。換填完畢后，可以撒細集料對縫隙找平，如需要設置隔離層可選用土工布。在一層換填質量合格后再鋪筑下一層，保證鋪筑平整再用設備碾壓。壓實過程要保持均勻的速度，碾壓后應表面完整、無明顯碾壓痕跡，再進行質量驗收。

2.2 加筋法

加筋法適用于淤泥質土的地基中，尤其是坍塌路段的路基施工。通常在軟土地基中添加具有抗拉能力的鋼筋，增強路基承載力。加筋法的施工包括測量放樣、清理場地、鋪設土工布等一系列流程。

在加筋法開工前，需要對施工現場地表進行清理，通常清表厚度在30cm左右，再進行整平并填筑至原地面標高。施工中選用的土工布應滿足交通運輸部行業標準的要求，兩幅土工布以縫合方式連接，疊合長度不小于30cm，兩側反包土工布在2.0m以上。

施工中砂礫墊層的作用在于排水，應選擇級配好、強度高的材料，含泥量在3%以內，墊層應比路基邊腳寬出50cm以上。鋪設后，用壓路機碾壓使砂礫墊層密實度達標，兩側護砌可使用片石。

土工格柵鋪設過程中，確保與路堤軸線方向垂直，鋪設1.0m后用鉚釘錨固，接縫靠近路基中間。鋪土前，需要檢查格室無破損部位。土工格柵施工用鐵絲綁扎連接，固定在地面上，及時回填覆蓋以免日曬影響格柵性能，回填時車輛不得在格柵上通過，回填后找平并壓實。鋪設下一層土工格柵時，使上下層錯開并用下層格柵反包。格柵疊合長度、受力方向連接強度等滿足設計要求，外側用砂礫作保護層。

2.3 預壓法

軟土地基中含有大量的水分，可以采用預壓法對軟基土層施壓，將土層中的水分擠壓排出，提高土層自身的密實度和穩固性。預壓法通常采用堆載預壓、真空預壓的方式，排出軟基中的孔隙水，加速軟基沉降，使土體快速達到固結狀態，承載力達到設計要求[3]。預壓法需要的時間較長，前期安裝真空機、真空管，開挖密封溝，鋪設密封膜，中期抽真空并預壓，后期卸荷，都需要不短的時間，適用于工期較為寬裕的工程項目。

在施工準備階段，應對預壓處理的排水帶進行施工，對土工膜、真空泵、中細砂等設備材料進行檢查，確保施工設備和材料齊全，質量達標。其中，密封膜應布置兩層，以聚乙烯薄樹脂為原材料，壓延或吹塑后通過熱板焊接得到達標的薄膜。同時，密封膜上下面鋪設土工布，以防薄膜損壞。排水管承擔傳遞真空壓力和排水的作用，主管使用PVC透水管，管壁上無孔洞，環向剛度達到4kN∕m2以上，沿縱向布置。濾管使用PVC花管，外包透水濾布，管壁上開正三角形孔，環向剛度同樣不低于4kN∕m2，在加固區橫向布置，間隔距離在6m以內。要對場地進行清理，使場地中間略高于四周，清表后鋪設30cm的砂礫，再設置排水帶和觀測儀器[4]。

鋪設濾管時，按照魚骨形布置，埋設到砂礫層中，相鄰濾管用軟接頭相連，以免抽真空過程中地基變形使接頭脫開。濾管鋪設后，再在表面鋪設20cm的砂礫，防止尖銳物刺穿密封膜。在密封溝開挖時，要按照設計要求規范作業，挖好的密封溝達到加固區邊側的透水層。

鋪設密封膜時，通常預壓面積在1000m2以上，由于是大面積施工，要注意預防搭接局部熱合不佳等問題。在鋪設作業過程中，要嚴格按照設計要求規范作業，在鋪膜前撿出墊層表面的石子、碎渣，填補設置排水帶時的孔洞，再按照土工布、密封膜、土工布的順序鋪設。鋪好一層后，需要認真檢查，及時補洞，確認質量合格后再開展后續鋪設。鋪膜施工時間建議選擇在風力不大的白天，順風向鋪設，密封膜展開方向與包裝標出方向一致，長寬應超過加固區兩側，每邊有3m以上埋入土層中。如果風力過大，建議停止施工。回填料適宜使用無雜物黏土，確保回填密實。

安裝真空泵時，先試運檢查，真空吸力應達標。抽真空時吸力應保持在95kPa以上，真空泵安裝要平穩，與濾管連接穩固，安裝作業檢查合格后才能接通電源。同時，真空管路應有適應排水要求的過水斷面，可以承受徑向壓力，這要求真空管路之間連接點要有效密封，并安裝止回閥防止停泵后真空度快速降低，停泵24h后關閉止回閥。

施工過程中，如果聯合使用真空預壓與堆載預壓兩種工藝，可在真空度達到要求5～10d后進行堆載預壓，以節省預壓時間。堆載加載時第一層堆載厚度在40cm以上，堆載過程中避免強振碾壓，控制壓實度在90%左右。

2.4 振動擠密砂樁技術

樁基礎是軟基處理的常見方式，具體可劃分為很多種類，振動擠密砂樁是適用于淤泥質土層的樁基礎施工技術。振動擠密砂樁處理后的軟土路基位移量和沉降量小，可以顯著提升路基承載能力，提高路基穩定性，增加高速公路使用壽命，具有施工成本低、對周邊環境污染破壞小等優勢，不僅對軟基起到不錯的控制作用，還具有較好的社會經濟效益。本文以振動擠密砂樁為例介紹樁基礎的應用要點。

在施工準備階段，需要對相關人員進行技術培訓，熟練掌握振動擠密砂樁法施工工藝。同時，做好施工機械的調試和維護，避免機械設備在使用過程中出現故障問題。使用全站儀等測量設備，放樣標記軟基處理范圍，確定路基兩側樁位。樁管下沉前，用油漆標注沉管深度。樁機到位后，平穩安裝，保持樁管豎立狀態，使用全站儀調整避免樁身出現偏差[5]。

砂樁布置采用等邊三角形方式，樁身長度14m，樁身直徑50cm，樁間隔1.2m，褥墊層50cm，路基填筑高度超過4m區域還應設置兩層復合土工織布。振動擠密砂樁成形30d后，使用精密探測器檢測樁身密實度和長度指標，判斷樁身是否合格，合格后方可進行砂墊層施工。

堆載采用路基填筑材料預壓，填筑過程中確保材料均勻、密實，壓實度達標。碾壓施工后，監測壓實度和沉降量，完工后沉降量應在10cm以內，沉降量監測合格方可鋪筑路面。為了解路基沉降量情況，需要對施工現場進行實時監測，組織技術人員入場按照圖紙要求做好沉降監測、位移監測等工作，將監測數據匯總上傳，評估軟基處理效果[6]。

振動擠密砂樁法加固過程中，受人員操作和外界因素影響，可能出現樁身傾斜、斷樁、堵管等問題。樁身傾斜主要原因是沉樁前未使用全站儀監測樁身垂直、水平情況，或監測數據存在誤差，導致下沉后大幅傾斜。為此，應認真做好沉樁前的樁身監測工作，確保全站儀監測數據的準確、可靠。斷樁和堵管可能是塌孔或沉管活頁打開不及時引起的，以及進入管內的砂料含水量過大使得無法及時降到底部。針對這些問題，需要認真按照施工工藝標準規定的要求作業，對施工過程中涉及的設備儀器、原材料等進行檢測，避免因人員疏忽引發各種突發意外情況發生。

3 結束語

綜上所述，高速公路工程施工質量直接影響高速公路的使用壽命和穩定運營，還關系到過往車輛人員的生命安全，以及社會經濟的穩定發展。在高速公路工程施工中，需要高度重視軟土地基的處理工作，不僅要結合工程實際選擇適合的處理技術，做好軟基處理技術方案設計，還要在施工過程中確保每個工藝流程符合規范標準，避免工程質量、安全問題的發生，保證軟基處理效果。