淺談高速公路施工中軟基處理關鍵技術

黨廣范 中鐵二十三局集團第三工程有限公司

1 前言

在國家的大力支持下，我國的高速公路建設工程數量不斷增多，通車里程不斷增長，極大地推動了各地社會經濟的發展，方便了人民群眾的出行。高速公路一般會建設在地形復雜、地質條件多變的環境中，軟土地基是高速公路施工中經常會遇到的問題，其不僅會降低高速公路建設工程的施工效率，還會導致高速公路發生病害，縮短使用年限，降低工程效益。因此，必須要加強對高速公路軟土地基處理技術問題的研究，以便為進一步提升高速公路的耐久性、安全性、穩定性以及牢固性等提供參考。

2 軟土地基的特點

2.1 軟土地基概述

軟土地基是一種地質形式，是指以濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的強度低、具有較高壓縮量的軟弱土層。在軟土地基中，經常會含有一定的有機物質，有時還會出現少量的泥炭層。由于軟土天然含水量高、孔隙比大，因而其強度低、沉隱量大、壓縮性高、抗剪強度低，同時，還具有蠕變性、觸變性等特殊工程地質性質，極易受到擾動。一旦受到震動或擠壓后，其強度也會明顯降低。如果處理不當，就會給工程建設帶來很大的危害。高速公路一般都建設在野外、崎嶇等地，施工中遇到的軟質地基類型，大多是風化松散的巖石、砂土或黏土等，也有一些人工填土或者淤泥。其厚度分布不均勻，具體所含的成分也非常復雜，物理性狀上都具有結構松散、不夠穩定、含水率高等特點。為避免因軟基處理不當發生問題，保證高速公路工程基礎結構荷載順利傳遞，就需要應用技術手段對軟基層的物理結構和狀態進行改善，以免發生路基、邊坡失穩、路面結構損壞等情況。這就需要工程施工單位結合實際情況，有針對性地對軟土地基進行處理，以提升軟土地基的穩定性和強度，保證高速公路的施工質量。

2.2 高速公路工程軟基處理要點

第一，土壤含水率高。在高速公路路基建設過程中，如果土壤的含水率高，就會降低工程施工質量，同時，地下水也會對高速公路的路基穩定性有一定的影響，這就需要嚴格控制軟基土壤的含水率。

第二，開裂現象。由于軟基的土壤一般沉降量都相對較大，土層孔隙比也大，施工過程中就會導致高速公路路基發生沉降，影響工程質量。在工程建設完畢投入運營后，高速公路路基也會發生不均勻沉降，最終使得高速公路出現路面開裂等問題。

第三，沉降程度不一。因為地理因素的影響，高速公路不同路段的軟土的結構、含水率以及粉砂等情況都存在差異，而且，不同路段的水文分布、地形水平度、土層中間組分也不同，這就極大地影響地基土壤的沉降，進而影響高速公路的施工質量與進度。

3 高速公路工程施工中軟基處理關鍵技術

軟基問題會極大地影響高速公路工程施工，因為軟基在靜載下，其壓縮和沉降空間都是比較大的，而高速公路施工中，路面靜載會不斷加大，這就會導致軟基發生不均勻沉降，使得路基、路面結構出現裂隙或失穩。同時，軟基所處區域的地下水水位相對于其他區域來說偏高，就會導致地基土層含水率比較高，而承載力比較低，會嚴重影響樁基、路塹等的施工效率與質量，降低路基和路面結構的穩定性與耐久性。能否對軟質地基進行有效處理，成為影響高速公路工程建設質量的重要因素。

3.1 添加劑和表層排水技術

在高速公路軟土地基中，適當使用水泥等添加劑，可以有效降低軟土黏度。因為添加劑與軟土路基土壤充分融合后，土壤中的含水量就會減少，還會提高土壤的固結效應，從而有效縮短土壤固結時間，使軟土路基整體的穩定性得到大幅提升。表層排水技術也是高速公路軟土地基處理常用的技術，其通過對土壤表層排水功能改善，可以將地表水盡快排除，保證施工機械正常運行，也減少工程建成后的路面積水。含水率偏高是高速公路軟質基底容易發生沉降變形的主要原因，這也會導致其承載力不足。如果排除其中的水分，就能將巖土顆粒間的孔隙進行壓縮，使其在自重與外力作用下變得擠嵌密實，從而形成相對穩固的整體結構。在開挖溝槽時，回填所用的材料應當是性能良好的砂石，為了進一步提高軟土地基處理的整體效果，還要同步進行預應力管樁技術施工，通過這些措施，可使高速公路施工質量得到整體提高。

3.2 鋪墊材料及鋪砂墊層技術

為使高速公路軟土地基排水固結性能得到優化，就需要應用鋪砂墊層方法，來加快排水固結整體速度，提升地下水排水效果。通過這種措施，還能快速減少軟土中的水分，確保軟土地基抗剪強度增強。這是最簡便有效的軟基處理方法，能使基底更加穩定和密實，降低基底的含水率，減少水分對路基與路面結構的侵蝕和影響，增強路基承載力和穩定性。選擇鋪墊材料、砂石時，應當選擇平均顆粒不均勻的砂石，盡可能地選擇中砂或者粗砂。此外，土工織物也是高速公路軟土地基常用的鋪墊材料，選擇時應重視考量材料的抗拉性能，以保證軟土地基強度和抗拉力得到提高。施工過程中，要依據土層結構和周邊環境特點選擇合適的填料，科學控制碎石等材料的級配，如果有需要，還應鋪設土工格柵或土工布，再進行碾壓，使之變得更加密實，這樣可以提高軟質基底的力學性能，起到抗滲、隔離的作用。

3.3 動態夯實技術

該種技術就是通過對地基結構進行高強度沖擊，以達到夯實加固、擠壓路基周邊浮土的目的。動態夯實技術主要分為三類：一是動態替換。這種形式可分為樁替換和整體替換兩種，通過替換廢渣、碎石、灰土等低壓縮材料，可以將路堤浮土夯實，再澆筑砂礫和礫石樁，就能提升路基穩定性。二是動態合并。夯實帶來的強大沖擊力可破壞土層結構，使土層結構中的水充分排出，進而達到凝固軟土的目標。三是動態壓實。由于土層與地基之間會存在一定的微小距離，通過動態壓實，就會提高路基強度。

3.4 深層土振動擠密技術

通過對軟土地基的深層土進行振動擠密，能夠提高土壤的密實度，增強基底承載力，保證土壤的固結效率。這種方法適用于15m以下厚度的軟基處理，利用打樁機來沖散人工填土或者砂性土，并且通過高速振動成孔的方式提高砂料灌填構成形狀。在深層土振動的過程中，為了保證砂性土緊密的效果或者是提高振密的作用，必須要增強土體的密度，促進砂土穩定性和承載能力的不斷改良，這樣也可以有效避免沉降地基的產生，消除深層土液化的問題，減少軟土地基濕陷性的問題。在工程實踐的過程中通過擠密砂樁技術，在擠密砂土地基中能夠更好地改善軟土地基的整體性能，通過聯合預壓法的方式，也可以提高軟基的整體質量，在施工后應檢測復合地基的承載力。

3.5 水泥攪拌樁加固技術

這種方式是當前最可靠和高效的軟基處理技術，可在幾乎所有類型的軟質地基加固施工中進行應用。其依據是水泥加固物理化學反應，將水泥噴入軟土地基中，通過機械設備進行不同深度的攪拌，以增強水泥基土中水解水化反應的質量，再通過凝膠體來提高結構的穩定性，形成密度較高的復合地基。在水泥攪拌樁加固基礎施工過程中，主要有粉噴法和漿噴法兩種，粉噴法非常適合用于含水量≥30%的軟土地基，漿噴法的應用范圍更加廣泛，而且施工快捷簡單，質量較高。在施工前，需要進行全面、深入的水文與工程地質勘查和分析，根據分析結果，合理設計施工工藝。

4 結語

綜上所述，高速公路工程施工沿線地基土質多變，軟土地基是高速公路工程施工中常見的情況。為保證高速公路工程施工質量，必須要結合實際情況，合理應用軟土地基處理關鍵技術，以提高地基強度和路面穩定性，保障高速公路工程施工的整體質量。在實踐中，應基于全面地質勘查與實驗分析確定施工技術方案，按照試驗段施工與實驗獲得的參數嚴格管理現場施工，確保軟基處理效果達到預期。