楊 旭

（四川公路橋梁建設(shè)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(shù)是高速公路工程施工的關(guān)鍵技術(shù)，技術(shù)選擇是否得當、技術(shù)應(yīng)用是否規(guī)范，會直接影響高速公路施工質(zhì)量。為此，應(yīng)結(jié)合實際工程的具體情況，選擇適合的軟基處理技術(shù)，并把握住軟基處理技術(shù)要點，確保軟基處理科學、規(guī)范、可靠。本文介紹高速公路工程軟基處理的常見技術(shù)方法，對換填法、加筋法、預(yù)壓法、樁基礎(chǔ)等工藝方法的關(guān)鍵技術(shù)進行分析，介紹不同軟基處理技術(shù)的特點與技術(shù)要點，為相關(guān)工程建設(shè)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(zhì)，主要由泥炭等有機物質(zhì)組成，含有大量水分和腐殖質(zhì)，是由絮凝狀物質(zhì)沉積而來。軟土地基自身的含水率很高，孔隙率較大，穩(wěn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)不均勻沉降或變形，導(dǎo)致邊坡土體發(fā)生坍塌，影響高速公路工程的長期穩(wěn)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(zhì)的排放不利，在長時間降雨的季節(jié)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(qū)域地下水豐富，長期受地下水沖刷，容易產(chǎn)生沉降問題。軟基土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且土質(zhì)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(fā)生明顯變形等問題，甚至導(dǎo)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(guān)標準對軟基進行處理，缺乏對軟基結(jié)構(gòu)和受力均勻的把控，未能合理采用軟基處理技術(shù)進行干預(yù)，可能埋下質(zhì)量安全隱患，影響高速公路使用壽命和運營的穩(wěn)定性。

2 高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)

軟基處理技術(shù)種類眾多，換填法、加筋法、預(yù)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(shù)各有優(yōu)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(jù)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(shù)選用科學；另一方面要抓住軟基處理技術(shù)要點，保證技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范、合理，達到預(yù)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(shù)交底，深入施工現(xiàn)場核對技術(shù)數(shù)據(jù)信息，明確施工工藝標準、檢驗標準等，確保技術(shù)人員熟悉設(shè)計圖紙和工藝流程，規(guī)范指導(dǎo)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(huán)節(jié)[2]。

開工前，需要確定路基換填的取料場，在施工現(xiàn)場換填路基兩側(cè)挖設(shè)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(cè)加寬，對控制點復(fù)測以確認無誤，再對中線和邊線進行恢復(fù)。

換填前挖除不良土壤，軟弱土層應(yīng)確保清除干凈，檢測持力層的承載能力?；拥撞繖M坡坡度過大時，需開挖臺階。換填前需要對施工區(qū)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(xiàn)場。

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

2.2 加筋法

加筋法適用于淤泥質(zhì)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(shè)土工布等一系列流程。

在加筋法開工前，需要對施工現(xiàn)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(yīng)滿足交通運輸部行業(yè)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(cè)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(yīng)選擇級配好、強度高的材料，含泥量在3%以內(nèi)，墊層應(yīng)比路基邊腳寬出50cm以上。鋪設(shè)后，用壓路機碾壓使砂礫墊層密實度達標，兩側(cè)護砌可使用片石。

土工格柵鋪設(shè)過程中，確保與路堤軸線方向垂直，鋪設(shè)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(shè)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(shè)計要求，外側(cè)用砂礫作保護層。

2.3 預(yù)壓法

軟土地基中含有大量的水分，可以采用預(yù)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(wěn)固性。預(yù)壓法通常采用堆載預(yù)壓、真空預(yù)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(jié)狀態(tài)，承載力達到設(shè)計要求[3]。預(yù)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(shè)密封膜，中期抽真空并預(yù)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(yīng)對預(yù)壓處理的排水帶進行施工，對土工膜、真空泵、中細砂等設(shè)備材料進行檢查，確保施工設(shè)備和材料齊全，質(zhì)量達標。其中，密封膜應(yīng)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(shè)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(huán)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(huán)向剛度同樣不低于4kN∕m2，在加固區(qū)橫向布置，間隔距離在6m以內(nèi)。要對場地進行清理，使場地中間略高于四周，清表后鋪設(shè)30cm的砂礫，再設(shè)置排水帶和觀測儀器[4]。

鋪設(shè)濾管時，按照魚骨形布置，埋設(shè)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(shè)后，再在表面鋪設(shè)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(shè)計要求規(guī)范作業(yè)，挖好的密封溝達到加固區(qū)邊側(cè)的透水層。

鋪設(shè)密封膜時，通常預(yù)壓面積在1000m2以上，由于是大面積施工，要注意預(yù)防搭接局部熱合不佳等問題。在鋪設(shè)作業(yè)過程中，要嚴格按照設(shè)計要求規(guī)范作業(yè)，在鋪膜前撿出墊層表面的石子、碎渣，填補設(shè)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(shè)。鋪好一層后，需要認真檢查，及時補洞，確認質(zhì)量合格后再開展后續(xù)鋪設(shè)。鋪膜施工時間建議選擇在風力不大的白天，順風向鋪設(shè)，密封膜展開方向與包裝標出方向一致，長寬應(yīng)超過加固區(qū)兩側(cè)，每邊有3m以上埋入土層中。如果風力過大，建議停止施工?；靥盍线m宜使用無雜物黏土，確?；靥蠲軐?。

安裝真空泵時，先試運檢查，真空吸力應(yīng)達標。抽真空時吸力應(yīng)保持在95kPa以上，真空泵安裝要平穩(wěn)，與濾管連接穩(wěn)固，安裝作業(yè)檢查合格后才能接通電源。同時，真空管路應(yīng)有適應(yīng)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(guān)閉止回閥。

施工過程中，如果聯(lián)合使用真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓兩種工藝，可在真空度達到要求5～10d后進行堆載預(yù)壓，以節(jié)省預(yù)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(shù)

樁基礎(chǔ)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(zhì)土層的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。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(wěn)定性，增加高速公路使用壽命，具有施工成本低、對周邊環(huán)境污染破壞小等優(yōu)勢，不僅對軟基起到不錯的控制作用，還具有較好的社會經(jīng)濟效益。本文以振動擠密砂樁為例介紹樁基礎(chǔ)的應(yīng)用要點。

在施工準備階段，需要對相關(guān)人員進行技術(shù)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(diào)試和維護，避免機械設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)故障問題。使用全站儀等測量設(shè)備，放樣標記軟基處理范圍，確定路基兩側(cè)樁位。樁管下沉前，用油漆標注沉管深度。樁機到位后，平穩(wěn)安裝，保持樁管豎立狀態(tài)，使用全站儀調(diào)整避免樁身出現(xiàn)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(qū)域還應(yīng)設(shè)置兩層復(fù)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(yù)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(jiān)測壓實度和沉降量，完工后沉降量應(yīng)在10cm以內(nèi)，沉降量監(jiān)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(xiàn)場進行實時監(jiān)測，組織技術(shù)人員入場按照圖紙要求做好沉降監(jiān)測、位移監(jiān)測等工作，將監(jiān)測數(shù)據(jù)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(xiàn)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(jiān)測樁身垂直、水平情況，或監(jiān)測數(shù)據(jù)存在誤差，導(dǎo)致下沉后大幅傾斜。為此，應(yīng)認真做好沉樁前的樁身監(jiān)測工作，確保全站儀監(jiān)測數(shù)據(jù)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(nèi)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(guī)定的要求作業(yè)，對施工過程中涉及的設(shè)備儀器、原材料等進行檢測，避免因人員疏忽引發(fā)各種突發(fā)意外情況發(fā)生。

3 結(jié)束語

綜上所述，高速公路工程施工質(zhì)量直接影響高速公路的使用壽命和穩(wěn)定運營，還關(guān)系到過往車輛人員的生命安全，以及社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)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(jié)合工程實際選擇適合的處理技術(shù)，做好軟基處理技術(shù)方案設(shè)計，還要在施工過程中確保每個工藝流程符合規(guī)范標準，避免工程質(zhì)量、安全問題的發(fā)生，保證軟基處理效果。