高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

郭秀娟

（中交一公局第二工程有限公司 福建晉江 362261）

前言

軟土路基的圖紙相對(duì)較為松軟，在工程建設(shè)過(guò)程中，其承載力相對(duì)較低，且含水量相對(duì)較高，無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的發(fā)展需求，需要通過(guò)相關(guān)的技術(shù)來(lái)優(yōu)化處理。但是在現(xiàn)階段，由于技術(shù)體系選擇不當(dāng)或者施工問(wèn)題，導(dǎo)致路基的強(qiáng)度下降，且容易出現(xiàn)路基沉降問(wèn)題，尤其在高速公路建設(shè)中，其對(duì)公路的使用壽命以及安全性均產(chǎn)生了直接的影響[1]。因此，探究高速公路工程施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

1 軟基特點(diǎn)、工法和攪拌樁施工注意事項(xiàng)

1.1 軟基特點(diǎn)分析

軟土是指水下沉積的軟弱粘性土或者淤泥，部分土質(zhì)含有腐泥或者泥炭層。軟土的成分相對(duì)較為復(fù)雜，其主要具有以下特點(diǎn)：①軟土層存在空隙大以及含水量高的特點(diǎn)，由于受到軟土成分的影響，導(dǎo)致其含有有機(jī)質(zhì)，在沉淀作用下，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成絮狀結(jié)構(gòu)，且含水量超過(guò)35%，最高含水量達(dá)到80%，孔隙比達(dá)到1～2之間，因此，具有較高的流變性[2]。②軟土地基具有較低的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)科學(xué)的研究顯示，軟土層的抗剪強(qiáng)度通常在20kPa以下，在載荷的作用下，通過(guò)排水固結(jié)的作用，會(huì)改變抗剪強(qiáng)度。③存在結(jié)構(gòu)明顯的特點(diǎn)。在軟土層受到擠壓或者振動(dòng)的影響下，會(huì)影響自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，甚至?xí)霈F(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)。在我國(guó)高速公路建設(shè)中，大部分路基屬于軟土路基，難以承受較大的載荷，因此會(huì)對(duì)公路的應(yīng)力產(chǎn)生影響，造成結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。

1.2 軟基工法分析

對(duì)于軟基的施工，其常見(jiàn)的工法相對(duì)較多，主要表現(xiàn)為以下幾種：

（1）強(qiáng)力夯實(shí)。對(duì)于軟基的施工，強(qiáng)力夯實(shí)屬于重要的施工手段，通過(guò)機(jī)械設(shè)備的高空墜落，在幾百公斤的重力下達(dá)到夯實(shí)的效果，通過(guò)該方法，可以有效的清除軟基中的水分，從而增加路面的強(qiáng)度，因此，其在黏土以及沙土的路面施工中，具有較為廣泛的應(yīng)用。

（2）置換填充，在軟土路基中，存在強(qiáng)度較低的軟土，需要通過(guò)換填的方式來(lái)滿(mǎn)足公路的設(shè)計(jì)要求，在軟土部位進(jìn)行挖掘，采用置換材料進(jìn)行填充，通過(guò)砂礫以及碎石等方式來(lái)提升路面的承載能力。

（3）對(duì)軟土層表面進(jìn)行固化處理。在路基的設(shè)計(jì)中，添加輔助滲透材料，且采用科學(xué)的排水設(shè)計(jì)，通過(guò)固化處理來(lái)排出水分，該方法可以保證軟基的處理效率，且可以避免對(duì)軟基的深度剪切，從而可以提升加固的效果。

（4）高壓噴漿保護(hù)。通過(guò)高壓設(shè)備，可以將固化也以及軟土層結(jié)合起來(lái)，軟土層在受到混凝土作用的影響下，其硬度以及壓力會(huì)受到明顯的變化，在施工中，通過(guò)機(jī)械設(shè)備將混凝土噴到軟層，扎起固化也凝固后，可以明顯的提升軟基的強(qiáng)度。

（5）夯入增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體，在軟基設(shè)計(jì)中，通過(guò)夯入鋼筋機(jī)構(gòu)來(lái)提升承載能力，緩解交通運(yùn)輸壓力。通過(guò)該方法，可以提升置換填充效果，且符合高速公路的設(shè)計(jì)規(guī)范。

1.3 攪拌樁施工注意事項(xiàng)

攪拌樁施工是高速公路施工的重要組成部分。在施工過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的控制，防止出現(xiàn)噴漿以及斷樁的發(fā)生率，如果出現(xiàn)斷樁，需要重新施工。

施工前，需要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行深入調(diào)查，了解地下障礙物的具體情況，并且要加強(qiáng)對(duì)壓實(shí)工作的重視，最大程度的保證回填質(zhì)量。

嚴(yán)格控制施工速度，進(jìn)行嚴(yán)格的觀察和記錄，保證管線以及管道布置的科學(xué)性，最大程度的保證高速公路建設(shè)的使用性能。

2 高速公路軟基處理常見(jiàn)問(wèn)題分析

2.1 路面沉降

高速公路軟基處理存在路面沉降問(wèn)題，施工人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)施工。尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的控制，如果控制不當(dāng)，必然會(huì)導(dǎo)致地基沉降的加速。

2.2 路面開(kāi)裂

對(duì)于路面軟基的設(shè)計(jì)，存在沉降量過(guò)高的現(xiàn)象，其本身存在土層孔隙過(guò)大的現(xiàn)象，導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻沉降。在高速公路投入使用后，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致路面開(kāi)裂，影響使用壽命。

2.3 含水量較高

軟基的含水量相對(duì)較高，在高速公路建設(shè)中，由于地下水的浮力影響，導(dǎo)致其會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步的沉降，從而影響公路的施工。因此，在施工中，需要對(duì)水分的含量進(jìn)行精確的控制。

3 高速公路施工中軟基處理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋪墊材料

在高速公路的工程施工過(guò)程中，對(duì)于軟土的排水處理，需要通過(guò)鋪砂墊層的方式來(lái)完成。通過(guò)該方式，可以獲取理想的排水速度，同時(shí)利用該技術(shù)，可以降低土壤中的水位，提升抗剪強(qiáng)度。但是在高速公路施工中，其對(duì)墊層技術(shù)具有明確的要求，人員砂石的不均勻系數(shù)需要在5以下，且在選擇砂石時(shí)，盡量保證選擇粗砂或者中砂，另外，采用土工織物可以提升軟土的強(qiáng)度以及抗拉能力，其主要是由于該材料具有較高的抗拉能力。在高速公路的工程施工中，將上述材料進(jìn)行鋪設(shè)，可以達(dá)到隔離和排水的功效。

3.2 表層排水技術(shù)

軟土黏土具有較高的強(qiáng)度，因此在軟土路基的設(shè)計(jì)中，需要加入相應(yīng)的添加劑，其主要包括水泥和石灰添加劑，通過(guò)附加機(jī)，可以降低土壤中的水分，且會(huì)產(chǎn)生附聚效應(yīng)，從而可以在一定程度上縮短固結(jié)的時(shí)間，保證路基的整體穩(wěn)定性。在土壤表層以及路基較好的地帶，需要在溝槽處進(jìn)行開(kāi)挖，排出地表水，在排出水分后，為了保證施工效果，需要盡量選擇砂礫，同時(shí)要采用預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)，保證整體的牢固性，從而提升高速公路的整體使用性能以及壽命。在布設(shè)排水溝時(shí)，需要結(jié)合土質(zhì)以及地形的具體情況，水溝的斷面寬度設(shè)計(jì)為50cm左右，深度通常設(shè)計(jì)在50～100cm左右，對(duì)路基填筑時(shí)，通過(guò)砂礫回填，并且設(shè)計(jì)10～15cm的橫向盲溝，可以有效的提升排水效率。

3.3 振動(dòng)擠密

振動(dòng)擠密方式可以提升土壤的密實(shí)度，在施工過(guò)程中，利用打樁機(jī)的設(shè)計(jì)，可以相應(yīng)的沖散人工填土，且在振動(dòng)下，可以保證砂料的成型，在成樁設(shè)計(jì)中，砂性土出現(xiàn)了擠密情況，同時(shí)在振密作用的影響下，可以提升土體的整體密度。繼而提升高速公路的穩(wěn)定性和承載能力，并且可以防止地基的沉降。

3.4 加固水泥攪拌樁

對(duì)于水泥攪拌樁的加固步驟設(shè)計(jì)，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①測(cè)量定位；②樁機(jī)就位；③首次下沉；④制備水泥漿；⑤升高樁頂標(biāo)高；⑥二次下沉；⑦移動(dòng)樁機(jī)。在施工過(guò)程中，需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于水泥摻入量，通常設(shè)計(jì)比例為15%，水灰的控制比通常設(shè)計(jì)為0.5左右，提高速度通常為15cm/min左右。該固定方式主要是通過(guò)物理和化學(xué)的作用來(lái)進(jìn)行固定，通過(guò)機(jī)械設(shè)備噴入水泥且行攪拌處理，在水化反應(yīng)下，形成相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)階段的施工技術(shù)中，通常是采用干法和濕法來(lái)進(jìn)行施工。含水量要控制在30%以上，保證塑性指數(shù)。

3.5 路基換填、凍結(jié)以及復(fù)合地基技術(shù)

高速公路施工時(shí)，需要采用路基換填技術(shù)，將原有的軟土地基挖出，通過(guò)壓縮材料來(lái)進(jìn)行分層換填處理，將工業(yè)廢渣以及碎石灰土作為地壓縮材料進(jìn)行換填，之后對(duì)路面進(jìn)行平整和壓實(shí)處理，提升地面的強(qiáng)度。

凍結(jié)技術(shù)可以最大程度的提升工程質(zhì)量，通過(guò)液化氮以及二氧化碳，將冷卻液輸入到軟土層流動(dòng)，之后進(jìn)行凍結(jié)處理，該技術(shù)具有較高的含水量，因而工程效果最佳，但是該工程的成本較高，因而不適用于高速公路的建設(shè)。

復(fù)合地基處理技術(shù)是改變土質(zhì)的方式，通過(guò)碎石樁、粉噴樁以及旋噴樁的方式來(lái)構(gòu)成。鋪墊材料本身具有一定的延展性，因而可以保證地基的穩(wěn)定性，并且可以降低地基沉降的發(fā)生率。

3.6 土工格柵的設(shè)計(jì)

土工格柵是保證高速公路施工的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)主要包括以下步驟：

（1）施工前，需要加強(qiáng)對(duì)材料的檢測(cè)，保證材料質(zhì)量，同時(shí)要根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，選擇50cn左右的路段來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，保證各項(xiàng)指標(biāo)的科學(xué)性，在確定施工質(zhì)量后，完成后續(xù)的施工。

（2）按照?qǐng)D紙來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在施工中，對(duì)于平整的斷面設(shè)計(jì)，需要保證整體的連續(xù)性以及均勻性，不能進(jìn)行間斷的施工。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要采用人工拉直的方式，保證結(jié)構(gòu)的平順性，防止出現(xiàn)破壞，同時(shí)要嚴(yán)格控制質(zhì)量，在含水量合理的范圍時(shí)，對(duì)路面進(jìn)行碾壓，保證壓實(shí)度。

（3）鋪設(shè)過(guò)程中，將強(qiáng)度高的方向置于軸線方向，有利于預(yù)防卷曲，且可以提升施工效果。

（4）格柵拼接過(guò)程中，要保證受力強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)搭接長(zhǎng)度的控制，要求橫向搭接和縱向搭接分別為0.3m和0.6m以上，并且嚴(yán)格控制搭接質(zhì)量，保證施工質(zhì)量。

（5）鋪設(shè)時(shí)，要保證土層的平整性，清除碎石，保證整體施工質(zhì)量。

（6）鋪設(shè)格柵完成后，要在2d內(nèi)進(jìn)行回填處理，第一層填料采用輕型推土機(jī)進(jìn)行覆蓋。同時(shí)要嚴(yán)格控制填筑的速率，對(duì)沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，全面控制施工質(zhì)量。

4 強(qiáng)化軟基處理的建議

4.1 提升技術(shù)水平

施工技術(shù)是提升高速公路軟基建設(shè)質(zhì)量的重要保障。然而現(xiàn)階段，施工單位工作人員的素質(zhì)存在明顯的不足，對(duì)整體施工質(zhì)量產(chǎn)生了直接的影響。針對(duì)該問(wèn)題，施工單位需要定期對(duì)施工人員的素質(zhì)進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)建立明確的獎(jiǎng)懲機(jī)制。①要對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)培訓(xùn)，針對(duì)施工的過(guò)程、方法以及注意事項(xiàng)進(jìn)行逐步培訓(xùn)，提升施工人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，以此來(lái)滿(mǎn)足整體的建設(shè)需求。②要建立嚴(yán)格的考核機(jī)制，對(duì)于施工人員，在培訓(xùn)完成后，要對(duì)施工人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)進(jìn)行考核，對(duì)于合格的員工，頒發(fā)相應(yīng)的職業(yè)資格證，而對(duì)于未完成考核的員工，則需要繼續(xù)培訓(xùn)，如果連續(xù)兩次未達(dá)到合格指標(biāo)，則建議采用淘汰機(jī)制，更換工作人員，以此來(lái)保證施工人員的整體素質(zhì)。③在施工前，需要和施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確施工要求以及注意事項(xiàng)，最大程度的保障施工質(zhì)量以及進(jìn)度。

4.2 強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的投入

高速公路軟基的建設(shè)，離不開(kāi)對(duì)設(shè)備的使用，因此，施工單位需要嚴(yán)格控制設(shè)備的引進(jìn)以及維護(hù)流程。①要優(yōu)化設(shè)備的引進(jìn)過(guò)程，在購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)，要對(duì)供應(yīng)商的資質(zhì)以及產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行合理的評(píng)估，在滿(mǎn)足施工需求的基礎(chǔ)上，要最大程度的保證設(shè)備的質(zhì)量以及使用壽命。②在設(shè)備使用時(shí)，技術(shù)人員要對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，告知施工人員設(shè)備的基本數(shù)據(jù)設(shè)置以及操作流程，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)來(lái)進(jìn)行操作，這樣不僅可以提升設(shè)備的使用效率，而且滿(mǎn)足高速公路軟基的建設(shè)需求。③施工人員要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)，嚴(yán)格按照要求來(lái)定期的維護(hù)設(shè)備，提升機(jī)器的使用精度以及壽命。

4.3 選擇科學(xué)的軟基處理方式

對(duì)于軟基的處理，需要嚴(yán)格的遵循規(guī)章制度，且要遵循建設(shè)的原則，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①需要保證處理的科學(xué)性。軟基具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工設(shè)備以及操作技術(shù)方面，使用軟土路基需要滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)特性，同時(shí)要保證成本投入的可行性原則。②在處理過(guò)程中，要保證經(jīng)濟(jì)的可行性，運(yùn)輸以及工期是保證施工質(zhì)量以及進(jìn)度的重要因素，施工單位需要加強(qiáng)和第三方物流的協(xié)作和溝通，建立明確的運(yùn)輸制度，保證運(yùn)輸?shù)募皶r(shí)性和有效性。③對(duì)于軟基的建設(shè)，需要嚴(yán)格按照工期的設(shè)計(jì)來(lái)執(zhí)行，保證最佳的施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

軟基施工是高速公路建設(shè)的重要組成部分，本文主要探究軟基施工的關(guān)鍵技術(shù)，在分析理論的基礎(chǔ)上，對(duì)鋪墊材料、表層排水技術(shù)、振動(dòng)擠密、加固水泥攪拌樁、路基換填、凍結(jié)以及復(fù)合地基技術(shù)和土工格柵技術(shù)進(jìn)行探討，最后提出軟基施工建議。希望通過(guò)本文的分析，可以為高速公路軟基建設(shè)提供借鑒，使其不斷提升建設(shè)施工質(zhì)量和效率。

[1]林敬樟.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用探究[J].科技與企業(yè)，2014（15）：255～256.

[2]尹明璽，李帥.高速公路軟基處理中強(qiáng)夯法施工的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2014，33（12）：157～159.