陸海波

（南通路橋工程有限公司，江蘇南通 226000）

0 引言

伴隨著我國高速公路的飛速發(fā)展，越來越多的優(yōu)秀高速公路項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，高速公路的通車?yán)锍讨鹉赀f增，高速公路的軟土路基施工項(xiàng)目也隨之增加。軟土路基成分極為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)主要?jiǎng)澐譃轲ね令w粒與淤泥兩類。軟土路基具有易流變、壓縮性高與含水量大的特征，且基層土壤的縫隙巨大，其自身的承載水平與穩(wěn)定性無法達(dá)到高速公路項(xiàng)目施工的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

所以，在開展高速公路項(xiàng)目工程施工過程中，作業(yè)人員需借助科學(xué)、完善的施工技術(shù)優(yōu)化軟土路基的施工地理環(huán)境與結(jié)構(gòu)，加固軟土路基，從而有效保障軟土路基的穩(wěn)定性，防止軟土路基對(duì)高速公路項(xiàng)目施工的質(zhì)量造成不良影響，進(jìn)而不斷提升高速公路項(xiàng)目工程施工的綜合質(zhì)量。

1 軟土路基施工技術(shù)概述

在開展高速公路項(xiàng)目工程施工進(jìn)程中，若是軟土路基施工設(shè)計(jì)方案及施工對(duì)策處理到位，則可以有效防止突發(fā)事件的發(fā)生。較為常用的軟土施工技術(shù)包含砂樁、分噴樁、加鋪土工織物、強(qiáng)夯壓實(shí)、碎石樁、深層攪拌等，在諸多軟土路基施工技術(shù)中最為常見的兩大類是砂墊層與袋裝砂井，科學(xué)、精準(zhǔn)地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)能夠取得極佳的社會(huì)利益與經(jīng)濟(jì)效益。高速公路項(xiàng)目工程施工企業(yè)在施工期間需具體情況具體分析，與該地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、材料使用、施工條件及施工周期等實(shí)際情況相結(jié)合，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及工程施工。施工部門在實(shí)際施工期間需嚴(yán)格遵守因地制宜與就地取材的準(zhǔn)則，科學(xué)應(yīng)用施工技術(shù)及有效加強(qiáng)質(zhì)量管理，從而保障高速公路施工方案及施工技術(shù)的科學(xué)性、先進(jìn)性。

2 軟土路基施工技術(shù)的現(xiàn)狀

在高速公路項(xiàng)目建設(shè)期間，軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。但是軟土路基施工技術(shù)目前還存在諸多問題，會(huì)直接影響高速公路后續(xù)的正常運(yùn)營。高速公路軟土路基施工技術(shù)存在的問題主要有以下兩個(gè)方面：

一方面，在路基建設(shè)完工后，會(huì)產(chǎn)生剩余沉降及路基沉降問題。該問題普遍存在于高速公路路基建設(shè)完工后與路堤填筑期間。其和高速公路結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性息息相關(guān)。高速公路各種結(jié)構(gòu)可以確保一定程度的平穩(wěn)性，該問題的產(chǎn)生會(huì)破壞這種平穩(wěn)性，進(jìn)而威脅高速公路的安全運(yùn)營。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)路基高度時(shí)，若是嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，則可有效防止該問題的發(fā)生。

另一方面，高速公路軟土路基極易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象?；庐a(chǎn)生的主要原因是軟土路基固結(jié)較為緩慢，強(qiáng)度沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。若是軟土路基施工技術(shù)在應(yīng)用過程中存在不當(dāng)?shù)那闆r，則極易導(dǎo)致基礎(chǔ)失去穩(wěn)定性，從而造成高速公路路基產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象。在施工過程中應(yīng)用軟土路基施工技術(shù)來保障高速公路地基的穩(wěn)定性，可以有效防止該情況的產(chǎn)生。軟土路基施工技術(shù)如果應(yīng)用得當(dāng)，既可以有效提升高速公路項(xiàng)目工程施工的綜合質(zhì)量，還可以保障施工進(jìn)展[1]。

3 高速公路項(xiàng)目中軟土路基建設(shè)的相關(guān)特征

3.1 土質(zhì)強(qiáng)度低

軟土路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較低，一旦發(fā)生擠壓或是振動(dòng)后，則會(huì)對(duì)軟土路基的絮狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的破壞，導(dǎo)致軟土路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步減弱，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生流動(dòng)現(xiàn)象。而且，軟土路基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較高的壓縮性與較低的滲透性等特征，其壓縮模量普遍在4MPa 以上，壓縮性與液限指數(shù)成正比例關(guān)系。不過，在受到一定程度的擾動(dòng)后，軟土的強(qiáng)度則會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐步恢復(fù)。

3.2 抗剪強(qiáng)度低

軟土路基的抗剪強(qiáng)度不高，在自然軟土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不排水抗剪強(qiáng)度普遍在20MPa 以下，內(nèi)摩擦溫度普遍在20～35oC 左右。對(duì)此，負(fù)荷條件下或是排水固結(jié)條件下的抗剪強(qiáng)度則會(huì)產(chǎn)生較為明顯的變化，一旦排水固結(jié)速度過快，軟土路基抗剪強(qiáng)度則會(huì)存在大幅度提高的空間。

3.3 含水量較高

軟土路基一般是由淤泥與黏土顆粒組合而成，其通常具有極大的孔隙，含水量大是其關(guān)鍵特征，普遍含水量在40%～80%之間。而且，軟土路基內(nèi)一些有機(jī)物在各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為絮狀結(jié)構(gòu)，受到剪力的作用會(huì)導(dǎo)致軟土形變比較顯著。軟土固結(jié)沉降則會(huì)多次產(chǎn)生，對(duì)高速公路車輛行駛造成極為不利的影響。

4 軟土路基施工的幾大技術(shù)

4.1 換填技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)主要是借助置換的方式對(duì)軟土路基內(nèi)的結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行轉(zhuǎn)換。普遍做法是作業(yè)人員采用施工機(jī)器設(shè)備挖除一些軟土，然后將碎石塊與煤渣等硬度極高的填充材料分層次進(jìn)行回填操作，并利用夯實(shí)設(shè)備夯實(shí)。換填技術(shù)對(duì)縱向深度比較大的軟土路基較為適用。具體技術(shù)方案如表1所示。

表1 軟土路基換填施工技術(shù)方案示例表

4.2 注漿技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)需要應(yīng)用極高的壓力來完成，具體步驟如下：第一，確定軟土路基的施工深度；第二，在鉆機(jī)設(shè)備可以達(dá)到的深度利用高壓嘴噴射泥漿，借助強(qiáng)壓對(duì)軟土進(jìn)行切割操作，從而使泥漿和軟土混合，混合后的軟土及泥漿干燥后則可以凝固成整體，從而提高路基的硬度；第三，隨即應(yīng)用相關(guān)的加固裝置進(jìn)行加固操作，可有效提升軟土路基的強(qiáng)度，且可以有效避免軟土路基沉降的現(xiàn)象，確保軟土路基的效能及結(jié)構(gòu)[2]。

4.3 強(qiáng)夯換填技術(shù)

軟土路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部含水量大，若要防止軟土地質(zhì)因素對(duì)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來負(fù)面影響，可把軟土替換為高強(qiáng)度與高穩(wěn)定性的材料，且配合使用專業(yè)施工設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)夯操作。在開展強(qiáng)夯換填處理期間，相關(guān)作業(yè)人員需嚴(yán)格將施工方案落實(shí)到位，避免員工操作不當(dāng)造成軟土路基施工穩(wěn)定性不符標(biāo)準(zhǔn)。但是，在應(yīng)用強(qiáng)夯換填技術(shù)的進(jìn)程中，會(huì)產(chǎn)生較多的施工廢土，將增加施工現(xiàn)場管理成本支出。

4.4 排水固結(jié)技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)需在自然軟土地基表面增加砂墊層等水平排水結(jié)構(gòu)，若是高速公路項(xiàng)目工程對(duì)軟土地基結(jié)構(gòu)的排水率要求較為嚴(yán)格，還需在軟土地基設(shè)置豎向砂井排水系統(tǒng)，借助加載預(yù)壓等相關(guān)手法，把控土體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的含水量，從根源上提高軟土路基結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度。排水固結(jié)技術(shù)主要細(xì)分為以下形式：

第一，科學(xué)設(shè)置水平排水墊層。用于水平排水墊層的材料需具備優(yōu)良的透水性能，且滲漏體系把控在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，以將其反濾層作用充分發(fā)揮出來。設(shè)置水平排水墊層的材料主要是中粗砂，材料自身的凝聚力把控在3%以內(nèi)。

第二，合理設(shè)置豎向排水墊層。袋裝砂井具有斷面較小、施工流程較少及設(shè)備操作便利等特點(diǎn)，可從根源上保證墊層排水效果，防止在墊層施工過程中出現(xiàn)不均勻下沉的現(xiàn)象。在設(shè)置豎向排水墊層時(shí)，需科學(xué)使用導(dǎo)管式設(shè)備，保證豎向排水墊層設(shè)置的效率及質(zhì)量[3]。

4.5 碎石樁處理技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)較為常用的處理技術(shù)，其處理效果較為顯著與理想，被廣泛應(yīng)用于軟土路基施工項(xiàng)目中。其主要工作原理是應(yīng)用沖擊與振動(dòng)，在軟土層表面沖擊出孔洞，接著將已處理的碎石導(dǎo)入孔洞內(nèi)，且添加一定比例的黏結(jié)劑，從而有效提高碎石的黏結(jié)性，讓碎石樁可以承受路基的負(fù)荷。碎石樁處理技術(shù)需按照軟土路基體積、性能與結(jié)構(gòu)來對(duì)碎石樁的設(shè)置地點(diǎn)進(jìn)行全面精準(zhǔn)的確認(rèn)。由于碎石樁處理技術(shù)具備穩(wěn)定性較好、受施工現(xiàn)場環(huán)境影響較低、可以有效避免高速公路路基沉降現(xiàn)象、項(xiàng)目預(yù)算成本低、項(xiàng)目應(yīng)用效果較為明顯等優(yōu)勢，所以其在高速公路施工中的應(yīng)用較為廣泛。但其應(yīng)用范疇在某些情況下存在一定程度的限制性，譬如在路堤寬度大的公路施工中不適用該項(xiàng)技術(shù)[4]。

4.6 機(jī)械碾壓技術(shù)

機(jī)械碾壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于高速公路的黏土層路基施工。黏土層具備較強(qiáng)的流動(dòng)性，若想保障黏土層的穩(wěn)定性與承載力，機(jī)械碾壓技術(shù)最為適用。由于高速公路項(xiàng)目工程規(guī)模較大，而軟土路基分布較為零散，尤其是黏土層路基與一般的路基混合分布在一起，造成土層強(qiáng)度存在較為顯著的差異性。科學(xué)使用機(jī)械碾壓技術(shù)，碾壓大面積的路基，可有效保障黏土層路基與正常路基均可符合預(yù)期的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保障高速公路路基的密實(shí)性，確保路面的平整度。機(jī)械碾壓技術(shù)工作原理如圖1所示。

圖1 機(jī)械碾壓技術(shù)工作原理

4.7 加強(qiáng)砂墊層技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)廣泛運(yùn)用于高速公路項(xiàng)目施工中，且施工效果比較明顯。在開展高速公路項(xiàng)目工程施工進(jìn)程中，應(yīng)用該項(xiàng)施工技術(shù)的主要作用在于對(duì)高速公路項(xiàng)目的軟土路基進(jìn)行排水操作。為較好地達(dá)到排水效果，高速公路施工所應(yīng)用的砂石材料最好選擇粒徑低于75mm 的砂石，且砂石含量不可大于墊層的15%，施工人員在施工期間需對(duì)砂石的邊界進(jìn)行測量，且要將路基沉降現(xiàn)象充分考慮到其中。高速公路項(xiàng)目施工期間應(yīng)用砂墊層技術(shù)，既需要考慮路基下沉與砂石邊界兩大因素，還需計(jì)算好高速公路寬度。計(jì)算高速公路寬度的主要作用在于防止路基產(chǎn)生下沉?xí)r高速公路路基寬度低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，施工部門在開展施工過程中需將裝滿砂石的編織袋當(dāng)做擋砂石的堤壩，且應(yīng)確保由編織袋組成的堤壩高度一致。還需注意的是，雖然設(shè)置了堤壩，但是運(yùn)輸車輛在堤壩內(nèi)卸載砂石時(shí)仍需確定精準(zhǔn)的地點(diǎn)。在應(yīng)用砂墊層技術(shù)進(jìn)程中，可充分借助推土機(jī)的效能來確保施工的平整度[5]。

5 解決高速公路軟土路基問題的注意事項(xiàng)

5.1 重視加固飽和軟黏土路基

高速公路路基施工在飽和軟黏土結(jié)構(gòu)的條件下，作業(yè)人員還需采用更為適合的加固手法。第一，借助專業(yè)性強(qiáng)的攪拌設(shè)備，保證施工原材料可以充分混合；第二，加入適當(dāng)?shù)墓袒瘎?，讓固化劑和施工原材料發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，形成力學(xué)性能更加優(yōu)良的路基結(jié)構(gòu)，也可以更加深入地強(qiáng)化路基結(jié)構(gòu)的整體性。

5.2 軟土路基處理技術(shù)應(yīng)用于路基表面土層

若想更深入地把控軟土地質(zhì)環(huán)境對(duì)高速公路項(xiàng)目施工質(zhì)量與效果帶來的不良影響，作業(yè)人員還需全面做好路基表面土層結(jié)構(gòu)的處理工作，從根源上提高路基表面土層的強(qiáng)度，從而有效保障路基結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度[6]。

5.3 發(fā)揮墊砂層排水效能

由于軟土路基的墊砂層較薄，極難將墊砂層優(yōu)良的排水效能發(fā)揮出來。對(duì)此，在進(jìn)行軟土路基項(xiàng)目施工過程中，作業(yè)人員可選擇最佳的對(duì)策，將墊砂層實(shí)際厚度把控在20cm 上下，使得墊砂層可以維持最佳的排水效率。此外，還需與軟土路基實(shí)際排水要求相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的負(fù)載試驗(yàn)，確保墊砂層排水速度與凝結(jié)速度以及含砂量與清潔度達(dá)到實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

綜上所述，伴隨著我國高速公路項(xiàng)目工程規(guī)模的逐年遞增，高速公路數(shù)量急劇增加，隱藏于高速公路建設(shè)期間的軟土路基施工問題也逐漸凸顯。為從根源上提升軟土路基施工水準(zhǔn)，保證軟土路基施工的質(zhì)量效果符合實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)施工人員需將設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，不斷優(yōu)化完善高速公路軟土路基施工方案，選擇最佳的軟土路基施工技術(shù)，以保障高速公路建設(shè)質(zhì)量，進(jìn)而有效推動(dòng)高速公路產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。