高速公路施工中軟土地基加固技術應用分析

楊志明

（云南陽光道橋股份有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

路基是高速公路的關鍵組成部分，承受著巖土自重、路面重力以及行駛車輛的負載，因此應重點關注路基設計，確保其結構足夠穩定[1]。然而，在實際的高速公路工程建設過程中，常會遇到軟土地基問題，伴隨時間的推移，軟土地基容易出現不同程度的塌陷與坍塌，導致高速公路損壞，嚴重影響出行人員的生命安全。為此，需要采用科學合理的軟土地基加固技術，以提升高速公路工程質量。

1 高速公路施工中軟土地基加固技術概述

高速公路路基是承載行車載荷的關鍵，其質量直接關系到高速公路的安全性和使用壽命，需要嚴格按照相關標準進行施工（見圖1）。

圖1 高速公路路基施工標準化流程

然而，我國許多地區存在軟土情況，給高速公路施工帶來了巨大的挑戰。一方面，軟土地基存在顯著的壓縮變形特征，會直接影響上部路面的平整程度及穩定性；另一方面，軟土的抗剪性能較弱，會大幅度增加沉降和坍塌等問題的出現概率。為確保軟土路基的長期穩定性，必須采取科學的加固措施。路基加固的目的是提高軟土地基的承載力和抗變形能力，以確保其長期穩定性，適應上部路面的重力荷載和行車動荷載，進而確保高速公路的持續、安全運營[2]。因此，要求施工單位采取科學合理的地基加固方法，具體包括改良軟土的力學性質、設置用于承載的構造物等，以提升軟土地基的承載力。

2 高速公路施工中軟土地基施工現狀

軟土地基存在明顯的壓縮變形特性和抗剪強度低等問題，直接在其上施工建設高速公路，路基和路面極易出現變形、損壞等病害。軟土地基的壓縮變形會破壞路面的平整度，還會導致路面整體或局部下陷。此外，軟土抗剪強度低還會導致路基穩定性差，容易出現坍塌、位移等問題。軟土地基的這些特點會嚴重影響高速公路的正常使用[3]。因此，必須高度重視和認真對待上述問題，采取科學的軟土地基處理技術，提高軟土地基的承載力和抗剪能力，預防可能發生的變形問題，以確保高速公路路基和路面的長期穩定，滿足高速公路運營需要。

3 高速公路施工中軟土地基加固技術的意義

3.1 有助于提高高速公路質量

合理的軟土地基加固技術可以有效提高路基的承載力和整體穩定性，控制路基沉降和變形，確保路基和路面的使用壽命，提升高速公路工程的整體質量。

第一，軟土地基加固可以提高軟土的抗剪強度、抗壓強度，控制其壓縮變形，有效降低路基在車輛荷載作用下的沉降量，減小路面的內部應力，從而避免路面出現裂縫、坑槽、不均勻沉降等病害[4]。

第二，軟土地基加固形成的復合地基具有更高的承載力和更好的均載性，可以有效保證路面平整度，使道路更加舒適。

第三，軟土地基加固還可以降低路基和路面的維修頻率，減少后期維護費用，顯著提升高速公路的穩定性和經濟效益。

總之，在高速公路施工過程中進行軟土地基加固至關重要。因此，需要相關單位展開深入研究和分析，以便更好地促進高速公路施工水平的提升，為交通運輸行業可持續發展奠定堅實的基礎。

3.2 有助于促進地區經濟發展

合理運用軟土地基加固技術提高高速公路質量，有助于促進地區之間的經濟聯系，減少物流運輸成本，提升資源配置效率，從而提高地區經濟水平。此外，能夠更好地連通偏遠地區，為精準扶貧提供良好的交通條件，進一步促進地區經濟發展[5]。

3.3 有助于保障出行安全

高速公路的建設質量與民眾的出行質量息息相關，軟土地基加固在保障高速公路質量方面起關鍵作用。通過有效的軟土地基加固，可以提升路基的穩定性，避免路面變形，增強高速公路的可靠性和安全性，從而降低交通事故的發生率。

第一，軟土地基加固技術可以有效改善路基強度，使路基更加堅固耐用，確保高速公路的安全性和可靠性。

第二，軟土地基加固有助于提高路面的平整度，減少車輛行駛過程中的振動和顛簸，使車輛行駛更加平穩，提高行車舒適性和安全性[6]。

4 高速公路施工中軟土地基加固技術應用措施

4.1 換填法

換填法是目前應用較為廣泛的軟土地基加固技術，其能夠顯著提高高速公路工程質量。在實際應用時，施工人員需要挖除基礎底面以下處理范圍內的軟弱土層，再使用砂石、碎石等原材料進行填筑工作，填筑至設計高程以后，壓實至設計要求的密實度。換填法填筑形成的覆蓋層能夠起到均載作用，防止軟土地基局部過載，進而提高地基穩定性。需要注意的是，在換填法施工過程中，應確保填筑材料粒徑分布合理，進而形成較穩固的骨架結構，提高地基的整體剛度和承載力[7]。

與其他加固方法相比，換填法的原材料易得、經濟性較好，能夠切實有效地減少施工單位的施工成本壓力。然而，換填法也存在一定的局限性，如填土自重較大會增加軟土地基沉降。此外，如果工程所在地區長期降水，換填法加固后的地基很有可能因為長期易受雨水侵蝕而出現承載力衰減等問題。因此，要求相關人員嚴格控制施工方案，合理選擇填筑材料，做好邊坡保護，同時應監測填土層和原軟土地基的沉降、位移變形情況，以保證路基的長期穩定性。

4.2 排水固結法

排水固結法可有效解決軟土地基排水困難等問題。排水固結法主要是在軟土地基范圍內設置大量排水通道，提高軟土地基的強度和質量，從而順利排出軟土地基孔隙中的水分，以有效提升軟土地基的密實度及強度，進而提高軟土地基的承載力，降低高速公路后期沉降問題發生率。目前較為常見的排水固結法主要包括砂井預壓法和真空預壓法。

4.2.1 砂井預壓法

砂井預壓法也稱為袋裝砂井預壓法，對提高軟土地基質量、滿足高速公路建設需求有重要作用。該方法主要是將砂裝入具有較高透水性且長度較長的砂袋當中，之后通過機械設備將砂袋直接埋入軟土地基中，此時軟土地基內會形成人工砂井式的排水通道，進而有效排除軟土地基中的水。同時，應在砂井上方鋪設相應的墊層，使砂井和砂墊層更好地結合起來，構成更加健全完善的排水系統，使地基內的水分在短時間內迅速排出，進而實現軟土地基排水固結目標。應用砂井預壓法時，需要重點關注所用砂袋的滲透性以及耐久性。砂袋的直徑通常為10cm，還應利用等邊三角形的方式進行布置，砂袋的間隔約為1～1.5m。砂井預壓法的局限性在于打樁時間較長，整體的加固周期通常也較長，往往需要半年左右。

4.2.2 真空預壓法

顧名思義，真空預壓法需要借助真空壓力進行施工。由于受到真空壓力的影響，軟土地基縫隙中的水也會受到相應的影響，壓力的合力朝向哪個方向，軟土地基中的水就會流到哪個方向，這樣可以更好地引導軟土地基中水的走向，進而切實有效地提高軟土地基的穩定性，保證高速公路施工質量。

目前，真空預壓通常與塑料板排水法結合使用，能夠進一步提高施工效果。軟土地基真空堆載預壓排水法如圖2 所示。

圖2 軟土地基真空堆載預壓排水法

4.3 復合型地基處理法

復合型地基是指在地基處理過程中通過置換部分土體，或在天然地基中設置加筋材料，以加固原地基，實現處理范圍內的土體與其他材料互相作用，進而提高整個地基的承載水平，顯著提高地基的穩固程度。目前，在高速公路施工工程中，通常會采用水泥粉煤灰碎石樁或水泥攪拌樁進行軟土地基加固處理。

4.3.1 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁技術是利用攪拌機在預鉆的樁孔中加入水泥等材料，與原土體混合攪拌，使土體形成水泥改良體，以提高土體的抗剪強度、減小壓縮變形。水泥攪拌樁具有加固范圍大、力學性能好等優點。

進行水泥攪拌樁施工時，首先根據土層情況確定樁徑、樁距、攪拌深度等參數。

其次，利用液壓旋轉樁機在預鉆孔中插入攪拌軸，同時注入一定量的水泥漿液，最后啟動攪拌機對土體進行混合攪拌處理。混合料中的水泥含量通常控制在100～300kg/m3。

最后，攪拌結束后抽出攪拌軸，完成樁孔施工。

總的來說，水泥攪拌樁技術具有施工速度快、原材料易獲得等優點，是改良軟土地基的有效手段，尤其適用于淤泥質軟土地段的處理。然而，水泥用量大會帶來一定的環境影響，而且水泥與土體的配合比和均勻性不易控制，因此在施工過程中需采取一定的環保措施，并合理控制相關參數。

4.3.2 水泥粉煤灰碎石樁

水泥粉煤灰碎石樁是指由水泥、粉煤灰、碎石等材料混合形成的高強度樁體，能夠提高軟土地基的承載力。

與水泥攪拌樁相比，水泥粉煤灰碎石樁技術的材料利用率高、固結效果好、抗壓強度高。施工時，應根據預先設計的配合比向樁孔中先后投放水泥、粉煤灰、碎石，然后啟動攪拌機對各組分進行混合攪拌，混合均勻后形成水泥粉煤灰碎石組合體，待攪拌完成后提升攪拌軸。

水泥粉煤灰碎石樁技術具有材料易得、施工簡便、固結范圍大、提升效果明顯等優點，是處理軟土地基的有效措施之一。但水泥粉煤灰碎石樁的材料配比和攪拌均勻程度較難控制，且水泥、粉煤灰的使用會對環境產生一定影響，需要控制施工過程對環境的影響。

5 結語

軟土路基加固不僅關系到高速公路的安全性、使用壽命以及后期維護費用，還關系到地區經濟發展和人們的出行便利。因此，施工必須高度重視軟土地基加固，將之作為高速公路工程質量管理的核心內容。為保障路基長時間處于穩定狀態，應根據軟土路基的實際情況，如具體的地質和荷載條件等，合理選擇軟土地基加固技術，并嚴格控制施工過程，以保證軟土地基加固效果，建設出品質高、安全、可靠的高速公路。