高速公路施工中的軟土路基施工技術研究

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展，越來越多的優秀高速公路項目不斷涌現，高速公路的通車里程逐年遞增，高速公路的軟土路基施工項目也隨之增加。軟土路基成分極為復雜，其結構主要劃分為黏土顆粒與淤泥兩類。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定性無法達到高速公路項目施工的相關標準要求。

所以，在開展高速公路項目工程施工過程中，作業人員需借助科學、完善的施工技術優化軟土路基的施工地理環境與結構，加固軟土路基，從而有效保障軟土路基的穩定性，防止軟土路基對高速公路項目施工的質量造成不良影響，進而不斷提升高速公路項目工程施工的綜合質量。

1 軟土路基施工技術概述

在開展高速公路項目工程施工進程中，若是軟土路基施工設計方案及施工對策處理到位，則可以有效防止突發事件的發生。較為常用的軟土施工技術包含砂樁、分噴樁、加鋪土工織物、強夯壓實、碎石樁、深層攪拌等，在諸多軟土路基施工技術中最為常見的兩大類是砂墊層與袋裝砂井，科學、精準地應用這項技術能夠取得極佳的社會利益與經濟效益。高速公路項目工程施工企業在施工期間需具體情況具體分析，與該地區的地質環境、材料使用、施工條件及施工周期等實際情況相結合，進行方案設計及工程施工。施工部門在實際施工期間需嚴格遵守因地制宜與就地取材的準則，科學應用施工技術及有效加強質量管理，從而保障高速公路施工方案及施工技術的科學性、先進性。

2 軟土路基施工技術的現狀

在高速公路項目建設期間，軟土路基施工技術的應用尤為關鍵。但是軟土路基施工技術目前還存在諸多問題，會直接影響高速公路后續的正常運營。高速公路軟土路基施工技術存在的問題主要有以下兩個方面：

一方面，在路基建設完工后，會產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完工后與路堤填筑期間。其和高速公路結構的平穩性息息相關。高速公路各種結構可以確保一定程度的平穩性，該問題的產生會破壞這種平穩性，進而威脅高速公路的安全運營。設計人員在設計路基高度時，若是嚴格執行相關標準規范，則可有效防止該問題的發生。

另一方面，高速公路軟土路基極易產生滑坡現象。滑坡產生的主要原因是軟土路基固結較為緩慢，強度沒有達到相關標準。若是軟土路基施工技術在應用過程中存在不當的情況，則極易導致基礎失去穩定性，從而造成高速公路路基產生滑坡現象。在施工過程中應用軟土路基施工技術來保障高速公路地基的穩定性，可以有效防止該情況的產生。軟土路基施工技術如果應用得當，既可以有效提升高速公路項目工程施工的綜合質量，還可以保障施工進展[1]。

3 高速公路項目中軟土路基建設的相關特征

3.1 土質強度低

軟土路基的結構強度比較低，一旦發生擠壓或是振動后，則會對軟土路基的絮狀結構產生巨大的破壞，導致軟土路基的結構強度進一步減弱，情況嚴重時還會發生流動現象。而且，軟土路基的土質結構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，壓縮性與液限指數成正比例關系。不過，在受到一定程度的擾動后，軟土的強度則會隨著時間的推移而逐步恢復。

3.2 抗剪強度低

軟土路基的抗剪強度不高，在自然軟土結構內部，不排水抗剪強度普遍在20MPa 以下，內摩擦溫度普遍在20～35oC 左右。對此，負荷條件下或是排水固結條件下的抗剪強度則會產生較為明顯的變化，一旦排水固結速度過快，軟土路基抗剪強度則會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，含水量大是其關鍵特征，普遍含水量在40%～80%之間。而且，軟土路基內一些有機物在各種地質結構中表現為絮狀結構，受到剪力的作用會導致軟土形變比較顯著。軟土固結沉降則會多次產生，對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

4.1 換填技術

該項技術主要是借助置換的方式對軟土路基內的結構及成分進行轉換。普遍做法是作業人員采用施工機器設備挖除一些軟土，然后將碎石塊與煤渣等硬度極高的填充材料分層次進行回填操作，并利用夯實設備夯實。換填技術對縱向深度比較大的軟土路基較為適用。具體技術方案如表1所示。

表1 軟土路基換填施工技術方案示例表

4.2 注漿技術

該項技術需要應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，在鉆機設備可以達到的深度利用高壓嘴噴射泥漿，借助強壓對軟土進行切割操作，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，隨即應用相關的加固裝置進行加固操作，可有效提升軟土路基的強度，且可以有效避免軟土路基沉降的現象，確保軟土路基的效能及結構[2]。

4.3 強夯換填技術

軟土路基結構內部含水量大，若要防止軟土地質因素對路基結構的穩定性帶來負面影響，可把軟土替換為高強度與高穩定性的材料，且配合使用專業施工設備進行強夯操作。在開展強夯換填處理期間，相關作業人員需嚴格將施工方案落實到位，避免員工操作不當造成軟土路基施工穩定性不符標準。但是，在應用強夯換填技術的進程中，會產生較多的施工廢土，將增加施工現場管理成本支出。

4.4 排水固結技術

該項技術需在自然軟土地基表面增加砂墊層等水平排水結構，若是高速公路項目工程對軟土地基結構的排水率要求較為嚴格，還需在軟土地基設置豎向砂井排水系統，借助加載預壓等相關手法，把控土體結構內部的含水量，從根源上提高軟土路基結構的實際強度。排水固結技術主要細分為以下形式：

第一，科學設置水平排水墊層。用于水平排水墊層的材料需具備優良的透水性能，且滲漏體系把控在規范標準內，以將其反濾層作用充分發揮出來。設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。

第二，合理設置豎向排水墊層。袋裝砂井具有斷面較小、施工流程較少及設備操作便利等特點，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不均勻下沉的現象。在設置豎向排水墊層時，需科學使用導管式設備，保證豎向排水墊層設置的效率及質量[3]。

4.5 碎石樁處理技術

該項技術是一項較為常用的處理技術，其處理效果較為顯著與理想，被廣泛應用于軟土路基施工項目中。其主要工作原理是應用沖擊與振動，在軟土層表面沖擊出孔洞，接著將已處理的碎石導入孔洞內，且添加一定比例的黏結劑，從而有效提高碎石的黏結性，讓碎石樁可以承受路基的負荷。碎石樁處理技術需按照軟土路基體積、性能與結構來對碎石樁的設置地點進行全面精準的確認。由于碎石樁處理技術具備穩定性較好、受施工現場環境影響較低、可以有效避免高速公路路基沉降現象、項目預算成本低、項目應用效果較為明顯等優勢，所以其在高速公路施工中的應用較為廣泛。但其應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技術[4]。

4.6 機械碾壓技術

機械碾壓技術廣泛應用于高速公路的黏土層路基施工。黏土層具備較強的流動性，若想保障黏土層的穩定性與承載力，機械碾壓技術最為適用。由于高速公路項目工程規模較大，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，造成土層強度存在較為顯著的差異性。科學使用機械碾壓技術，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期的相關標準，進而保障高速公路路基的密實性，確保路面的平整度。機械碾壓技術工作原理如圖1所示。

圖1 機械碾壓技術工作原理

4.7 加強砂墊層技術

該項技術廣泛運用于高速公路項目施工中，且施工效果比較明顯。在開展高速公路項目工程施工進程中，應用該項施工技術的主要作用在于對高速公路項目的軟土路基進行排水操作。為較好地達到排水效果，高速公路施工所應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砂石的邊界進行測量，且要將路基沉降現象充分考慮到其中。高速公路項目施工期間應用砂墊層技術，既需要考慮路基下沉與砂石邊界兩大因素，還需計算好高速公路寬度。計算高速公路寬度的主要作用在于防止路基產生下沉時高速公路路基寬度低于相關標準。對此，施工部門在開展施工過程中需將裝滿砂石的編織袋當做擋砂石的堤壩，且應確保由編織袋組成的堤壩高度一致。還需注意的是，雖然設置了堤壩，但是運輸車輛在堤壩內卸載砂石時仍需確定精準的地點。在應用砂墊層技術進程中，可充分借助推土機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

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構的條件下，作業人員還需采用更為適合的加固手法。第一，借助專業性強的攪拌設備，保證施工原材料可以充分混合；第二，加入適當的固化劑，讓固化劑和施工原材料發生充分的化學反應，形成力學性能更加優良的路基結構，也可以更加深入地強化路基結構的整體性。

5.2 軟土路基處理技術應用于路基表面土層

若想更深入地把控軟土地質環境對高速公路項目施工質量與效果帶來的不良影響，作業人員還需全面做好路基表面土層結構的處理工作，從根源上提高路基表面土層的強度，從而有效保障路基結構的抗剪強度[6]。

5.3 發揮墊砂層排水效能

由于軟土路基的墊砂層較薄，極難將墊砂層優良的排水效能發揮出來。對此，在進行軟土路基項目施工過程中，作業人員可選擇最佳的對策，將墊砂層實際厚度把控在20cm 上下，使得墊砂層可以維持最佳的排水效率。此外，還需與軟土路基實際排水要求相結合，進行科學的負載試驗，確保墊砂層排水速度與凝結速度以及含砂量與清潔度達到實際施工標準。

6 結語

綜上所述，伴隨著我國高速公路項目工程規模的逐年遞增，高速公路數量急劇增加，隱藏于高速公路建設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，保證軟土路基施工的質量效果符合實際施工標準，相關施工人員需將設計方案與現場實際情況進行結合，不斷優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，以保障高速公路建設質量，進而有效推動高速公路產業健康可持續發展。