公路特殊土路基的病害及施工處理技術

龍開東 劉偉軍

（湖南路橋建設集團有限責任公司，湖南長沙 410000）

1 工程概況

南陽互通包含南陽互通主線橋和A、B、C、D、E五條匝道，互通內主線橋起止樁號為K144+500～K145+820，長為1 320 m。

互通主線橋橋型布置2×25 m預應力砼小箱梁+（22.6+22.8+22.6）m預應力砼小箱梁+8×25 m預應力砼小箱梁+（38+40+38）m現澆連續箱梁+（23.6+23.8+23.6）m預應力砼小箱梁+12×25 m預應力砼小箱梁。

A、B、C、D、E匝道長2.24 km，匝道道路基寬9 m。B、C、D、E匝道處含4座橋，B匝道BK0+094.459～262.459匝道橋（5×18 m+3×25 m）。

本標段軟基處理方式為振沖碎石樁，部分水田、池塘需先挖淤泥排水。處理路段位于南陽互通中，采用矩形布設，圓管涵下采用三排樁處置，樁徑500 mm，樁距1.2～1.5 m，樁長9.6～13.2 m。頂面鋪設一層砂礫（碎石）墊層，且寬出路基兩側坡腳各50 cm；兩側傍50 cm寬的碎石反濾層，砂墊層頂部鋪設一層土工格柵。軟基處理方案為超載預壓，預壓方式為水載預壓。

2 挖淤泥排水施工

2.1 測量放樣

施工人員完成施工放樣，需注意直線和曲線段分別按照20 m和10 m一個斷面的間距放出處理寬度邊樁，砸入綁有紅布條的木樁進行標記，處理寬度要超出設計寬度0.5 m。

2.2 排水、挖除淤泥

池塘排水完成后進行清表工作，清表厚度0.3 m，清表完成后開始開挖淤泥，開挖的腐殖土運送至棄土場作為耕作層進行儲存并利用。基槽底部的開挖寬度要稍微大于路堤寬度和放坡寬度，并保證寬出路基邊角的寬度超過50 cm。

若工程整體地基基底處在塘、低洼田等相對平坦地帶，施工前利用圍堰抽水法進行有效防護，保證能將軟土淤泥清理干凈，確保基底處于無水狀態，降低填中摻雜軟土的概率，防止因有水碾壓造成彈簧或缺陷地基問題。

地下水較高或地表有泉水出露時，應在路基兩側開挖集水槽，底部應比清淤底部至少低1 m，以保證碾壓時的干燥。

2.3 回填

（1）采用清除淤泥換填片石處理，施工時從一端往另一端推進，填筑作業采用橫斷面全寬、縱向分層的方法。

（2）若原始地面存在不平整問題，填筑作業從最低的分層處開始，對填料進行運送時，注意準確控制卸料的密度，按照方格法劃分方格，再進行卸料作業。

（3）在完成填筑區段一層的卸料后，借助推土機和挖掘機配合完成平整攤鋪，盡可能保證鋪面的均勻性，保證后續壓路機可均勻碾壓，達到既定的效果。

2.4 碾壓

（1）換填部分片石采用大型推土機、人工配合回填，用振動壓路機碾壓時，采用擊振力不小于40 t的重型壓路機，碾壓至不出現彈簧現象和無明顯壓痕為止。

（2）碾壓時，沿路線的縱向進行，遵循先兩邊后中間的原則，若碾壓區域為曲線段，則遵循由內而外原則，按照從低到高、先慢后快的進退式方式進行碾壓。

（3）3～3.5 km/h的速度靜壓一遍，2～2.5 km/h的速度弱振一遍，1.5～1.8 km/h的速度強振三遍。

（4）從第三遍起，每完成一遍壓實作業，需要檢測一次壓實度和測試點高程，并對本次的壓實度和松鋪系數重新記錄、驗算。每層回填完畢，經自檢合格后，報監理工程師進行現場驗收，驗收合格且得到監理工程師同意后，開展下一項作業。

3 振沖碎石樁操作方法

（1）樁位布置。

借助全站儀或經緯儀，通過基準樁確定最終的施工范圍和樁位基線后，再進行樁點布置，此時可使用可靠、易辨識的標志標記樁點。

（2）設備就位。

對起重機的穩定情況進行檢查，同時起吊振沖器，保證其與樁位對準。

（3）水泵及振沖器啟動。

先保證供水泵正常開啟且運轉正常，待振沖器下端的噴水口順利出水后再啟動振沖器，并檢查電壓、水壓及振沖器的空振電流，保證其在正常范圍。

（4）振沖造孔。

吊機放下振沖器使其用0.5～2.2 m/min的速度貫入土中，造孔作業過程需要使振沖器保持懸垂狀態，確保成孔垂直。出現電機電流值大于額定電流的情況時，最好暫停振沖器下沉或適當減速或將振沖器上提，待電流值下降到標準范圍后再繼續造孔。造孔深度達到預定值或設計標準，停止作業，并將振沖器上提300～500 mm，針對造孔過程中返出的泥漿和水，利用現有場地做好匯集、圍擋和沉淀。

（5）清孔。

造孔作業完成后，存在因返水中含泥量高、孔中有土或孔口被泥土淤塞造成孔徑變小的問題時，需要清孔，最簡單的方法就是將振沖器提出孔口，保證填料暢通。

（6）成孔驗收。

沖孔清孔后，為避免孔內坍塌，應立即驗收，并填寫相關成孔記錄。

（7）填料。

清孔作業完成后立即向孔內填料，通常有間斷填料和連續填料兩種方式。間斷填料時，應提升振沖器至孔口，每往孔內倒0.15～0.5 m3石料，用振沖器振搗一次，如此反復，直到制樁作業完成。連續填料時，要先將沖器停留在距設計孔底300～500 mm的位置，一邊向孔內回填石料，一邊在振動中提升振沖器，直到制樁作業完成。

（8）振密成樁。

將填入孔中的石料借助振沖器的水平振動力向側壁土層不斷擠壓，使填料擠密，直到填料量、留振時間和電流值均滿足設計要求。值得注意的是，不管使用哪種類型的填料方式，振密作業都要從孔底開始，以每段300～500 mm的長度逐段自下而上直至樁頂設計標高。成樁后，待振沖器的運轉完全停止后，關停供水泵。

（9）檢查驗收。

成樁結束，通過檢查驗收后進行墊層鋪設。

（10）砂墊層鋪設。

振沖碎石樁施工完成并通過檢查驗收后，在樁頂上鋪設40～80 cm厚砂礫墊層，全部處理范圍均采用20 t振動壓路機重疊軌跡碾壓至少兩遍。

（11）土工格柵鋪設。

在砂墊層上鋪土工格柵一層，一般路段采用伸長率小于10%的聚乙烯土工格柵，橋頭段采用伸長率大于4%的雙向鋼塑土工格柵。

4 軟土地基路面時的常見病害

4.1 軟土地基強度低

若軟土地基的抗剪強度達不到行業標準或工程設計要求，其便無法有效承擔路堤及路面外荷載，此時部分軟土地基或其整體就會出現剪切破壞問題，造成路堤失穩和塌方。

4.2 路基不均勻沉降

路基工程出現不均勻沉降問題，不但會對工程外形造成影響，還會在工程投用后限制車輛通行效率。造成這種問題的原因很多，但施工時未按標準處理過渡段和軟土地基是較為重要的影響因素。軟土地基和路橋過渡段的穩定性不佳，無法承受過大荷載，車輛荷載的反復作用，極易出現路基的不均勻沉降。此外，施工單位因趕工期控制不好軟土地基與過渡段的施工質量，導致鉆孔深度未達標準，施工結束交付運營后，經不同載重車輛反復碾壓，引起不均勻沉降問題。

4.3 邊坡滑塌

邊坡塌滑也屬于易發問題，塌方和滑坡是其最常見的兩種破壞形式。塌方指邊坡整體下移引發的路基變形問題，降水和施工不當是主要原因；滑坡指邊坡土體向下出現整體滑動現象，主要原因為考慮沿線基本情況不全面，未及時采取有效的質量控制措施。

5 公路軟土地基實施處理的方案

5.1 擠淤砂石

公路工程施工時，若施工區域處于湖塘、河底等積水洼地，較適宜使用擠淤砂石的處理方式，包括拋石和砂碎石的擠淤兩種方式。

針對塘水抽干困難、地下水位較高、厚度較薄、表層無硬殼、片石能沉入表面以下的軟土地基，也比較適用擠淤砂石的處方式。但需要注意，由于不同區域具有不相等的沉降程度，在擠淤砂石時，易使得路堤下方的殘余軟土在竣工之后出現沉降不均勻的情況[1]。為了有效控制此問題，必須在施工時對砂石擠淤施工流程嚴格規范和監督檢查，從根本上控制好砂石擠淤施工的質量，保證項目的整體質量。

5.2 表層處理

一般情況下，在軟土地基的處理中，表層處理法是使用頻率最高的一種方法，不僅操作簡單，還能夠有效減少投資額度，但在實際施工的過程中，應結合軟基情況進行選擇和使用。

砂墊層法是最常用的表層處理方式，其原理是在軟土表層鋪墊好一層砂料，借助壓力作用降低軟土地基中土壤的含水量，促使其加速凝固，但此方法只適合較矮的路堤使用，對于硬殼較薄的路基軟土層、軟土表面滲透性很低等情況也比較適用。

5.3 增強邊坡抗滑性能

（1）合理布置抗滑樁。

在布置抗滑樁時，綜合考慮施工區域水文及環境條件、滑坡土體含水率、滑坡土體性等多種因素，確定合理的樁位間距，以提高施工效果。

（2）控制抗滑樁施工質量。

在保證抗滑樁施工工作按步驟和標準進行的基礎上，對混凝土施工和支護質量的控制引起足夠重視，有效促進抗滑樁質量和施工效果的提升，使其發揮最大作用，保證邊坡的抗滑性。

6 結語

綜上所述，路基施工作為高速公路施工的基礎工作，也是高速公路安全運營的基礎保障，設計及施工人員應當對路基的設計施工進行科學設計、合理施工，加強施工過程的質量控制，盡可能地減少路基通病的發生。存在路基危害時采取有效措施進行處理，確保路基的施工質量，不斷總結路基施工經驗，推動特殊路基的施工技術不斷進步與完善。