高速公路软土路基施工探讨

高速公路软土路基施工探讨

高严声，李红英

高严声，李红英(吉林省珲煤集团建设工程总公司，吉林珲春133300)

摘要：以实际工作经历为基础，主要对高速公路工程施工中软土路基的处理进行了探讨。分析了软土路基的特征及高速公路软土路基施工技术。

关键词：高速公路；软土路基；处理方法；施工技术

中图分类号：U416.1文献标志码：A文章编号：1001-7836-

软土地基极易变形，有的在填筑过程中因路基变形而无法定型铺筑路面，有的即使勉强铺筑了路面，但由于软基变形，未待交工验收路面就开始失去稳定和平整，如果不在修建公路的过程中采取有效措施进行处理，那么整个路基会随着交通量的增大而加速沉降，从而导致整个路基因失去稳定性而遭到破坏，出现路面沉陷、桥头跳车等病害，直接影响到交工后公路的使用。为保证软土路段能满足高速公路的使用要求，必须对软基进行处理。

一、软土路基特征

从广义上说，软土是指强度低、压缩性高的软弱土层，可将其分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型，习惯上把前三种总称为软土。软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布，其主要工程特性为：天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、灵敏度高、抗剪强度低、流变性显著。通常，软土路基问题及其危害概括起来主要有如下两个方面：⑴强度及稳定问题：当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时，软土路基会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方、失稳及桥台破坏；⑵沉降变形问题：当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时，造成路面开裂破坏，结构物与路堤衔接处差异沉降，引起桥头跳车，涵身、通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水；路面横坡变缓、积水，从而引起路面损坏等。

所以，在软弱路基设计和施工处理过程中，必须通过详细的研究，掌握软土的性质和土层特征(特别是软土的强度和变形动态变化规律)，采取合适的工程措施，才能保证软弱路基在施工期间的稳定并控制高速公路的工后沉降。

二、软土路基处理方法

在软土地基上修建高速公路，往往需要对天然地基进行地基处理，以保证路堤路基的稳定性，控制工后沉降和工后沉降差以满足设计要求。常用的处理方法可以分为：

1.减轻路堤荷载

减轻路堤荷载可有效减小作用在地基上的荷载密度。作用在地基上的荷载小，地基稳定性就容易满足，也可有效减少软土地基的沉降量。减轻路堤荷载，一是尽可能降低路堤设计标高，二是利用轻质材料填筑路堤。前者受使用和设计标准要求的限制，这里主要指利用轻质材料填筑路堤。如采用粉煤灰填料路堤、EPS超轻质填料路堤等。

2.地基处理

在公路工程软土地基处理中应用的地基处理方法很多，有预压法、振密挤密法、置换法、灌入固化物和加筋法。公路常用方法又可分为土质改良和复合地基两大类。土质改良是指对地基土体性质进行全面改良。如通过采用排水固结法、强夯法等进行地基处理，使地基土体抗剪强度提高，压缩性减小，从而达到提高地基承载力、减小沉降的目的；复合地基法是指在地基中采用置换、插筋、部分土体改良等方法设置增强体形成复合地基以提高地基承载力、减小沉降。如采用水泥土桩复合地基，低强度桩复合地基，土工布加筋垫层等。

3.桩基础

通过在地基中设置桩基础，架设桥梁跨越软土地基地段，如桥梁跨越。或通过采用桩基础承担路堤路面荷载等，如桩承堤等。

4.工后修补

在满足地基稳定性的前提下，允许建成的道路产生较大的工后沉降和不均匀沉降。通过预留高和工后对路基路面进行修补，调整产生的不均匀沉降差，以满足设计要求，这也是一种处理对策。工后修补对维持交通、对交通影响不大的条件下应是一种很好的方法。

5.综合处理

综合处理是指综合应用上述各类方法进行处理。如对路堤地基进行地基处理和减轻路堤荷载相结合；对路堤地基进行初步地基处理与计划工后修补相结合；以及多种地基处理技术的综合应用，如真空预压与堆载预压相结合等，应用综合处理方法往往可带来较好的经济效益和社会效益。

三、软土路基施工技术

1.高压喷射注浆技术

高压喷射注浆技术是20世纪70年代从日本引进的一种加固松软土体的应用技术，是化学注浆技术结合高压射流切割技术发展起来的。其实质是采用钻机先钻进至预定深度后，由钻杆一端安装的特别喷嘴，把水泥浆液高压喷出，以喷射流切割搅动土体，同时钻杆边旋转边提升，使土粒与水泥浆混合凝固，从而造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体，以达到加固地基和止水防渗的目的，高压喷射注浆是一项加固和防渗的新技术，需要有一个发展和完善的过程。成桩质检技术的研究，喷嘴结构及管路的改进，施工设计质检规范的制定，现场技术管理问题，降低成本和冒浆等问题，高压喷射注浆技术主要应用在N值(土壤标准贯入值)为0～30的淤泥、粘性土、沙土、砂砾及含部分卵石层的地基中，用于铁路、公路和建筑物基础加固防止下沉，坝基等防渗帷幕，以及施工中的临时支护等。

2.冻结法

冻结法采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法，或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，而使冷却液在内流动，从而使软而湿的土进行冻结，以提高土的强度和降低土的压缩性。适用于各类土，特别在软土地质条件，开挖深度大于7m～8m，以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的施工措施。

3.压密注浆碎石桩处理方法

这种技术方法是根据现场实际工程地质概况，并经过计算分析和试验证明所采用的一种全新的软土路基处理方法。压密注浆碎石桩技术通过在被加固场地的桩位成孔、投碎石，然后通过桩中的碎石桩体进行低压注浆，等水泥浆液初凝后，通过预埋的注浆管向碎石桩体及桩周土体进行中高压注浆，使桩体及桩周土体进一步密实，由此形成以注浆碎石桩、改性的桩周土体及桩问土构成的复合地基。这样的地基不仅可满足高速公路安全的要求，也不会对原大堤造成任何形式的破坏。

4.复合地基处理方法

这种方法主要有粉喷桩、旋喷桩和碎石桩等，软基处理单价较高，特别是对软土层厚的高填土路堤，如采用粉喷桩设计，对软土层厚度大于10.0m，填土设计标高8.0m以上的路堤，粉喷桩间距取1.0m，喷粉量50kg/m，其每平方米的单价是压密注浆方法的2～3倍；若采用旋喷桩处理单价更高，大约是压密注浆处理的3～4倍。另一方面成桩的质量难以控制，如粉喷桩，理论上讲成桩有效长度可达25m以上，但大量的工程实例反映，粉喷桩桩长过大，其质量难以保证；在成桩过程还存在喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等先天质量问题。在施工条件良好的情况下，复合地基处理方法有自己的优势，如在结构物反开挖过程中，它可以起到支护作用；在桥头附近路基处理中，它可以提高桥背土体填筑速度、减小工后沉降等。

纵观多年来对高等级公路软基处理的施工，围绕解决路基沉降及路桥连接处跳车现象，已先后尝试运用了多种方法，从采用单一地基处理技术走向因地制宜，各种方法综合使用。但地基处理不可能完全消除工后沉降，路堤高度是影响工后沉降的重要因素，地基条件是影响地基处理效果的主要因素。因此还需要我们在以后的路基处理施工实践中继续总结经验，以探求更好、更先进的软基处理方法。

参考文献

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