軟基處理技術(shù)在高速公路的應(yīng)用探討

葉龍輝（深圳路橋工程有限公司，深圳 羅湖518003）

軟基處理技術(shù)在高速公路的應(yīng)用探討

葉龍輝（深圳路橋工程有限公司，深圳 羅湖518003）

隨著社會的快速發(fā)展，高速公路成了交通路段不可缺少的部分，使人們的出行更加便利，另一方面高速公路也能夠帶動經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，若高速公路一旦出現(xiàn)安全問題，將是非常嚴(yán)重的問題，因此我們施工時必須對高速公路的質(zhì)量引起高度重視。而在高速公路的施工中，軟基處理問題尤其關(guān)鍵，是高速公路中經(jīng)常遇到的不良路基情況，若不處理好很有可能影響高速公路的正常使用。本文通過介紹幾種高速公路軟基處理技術(shù)，分析其優(yōu)缺點，希望能在高速公路施工中解決軟基問題有所幫助。

高速公路；軟基處理；技術(shù)

隨著高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，我們?yōu)榱诉_(dá)到工期要求或吹填工程等原因，對于軟基技術(shù)的運用越來越廣泛。而由于高速公路中軟土吹填的極限高度往往低于路堤高度，又加上大量重載車輛的交通行駛對軟土作用，路基很容易產(chǎn)生側(cè)向膨脹擠出滑動的情況，因此，高速公路對基底沉降控制的要求也較高，而由于很多施工者在做吹填工程時選擇的軟基處理技術(shù)不當(dāng)所導(dǎo)致的高速公路路基失穩(wěn)、過量沉降等安全問題也頻繁發(fā)生。正確的軟基處理方式對工程的質(zhì)量、成本及進(jìn)度都有很大的影響，為有效地保證施工質(zhì)量，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，我們要認(rèn)真思考如何使用正確的軟基處理方法。

1 軟基的特性及處理原理

1.1 軟基的幾種特性

軟基中，在受到一定的壓力作用后再遇水會發(fā)生明顯的沉陷效果的土我們叫做濕陷性土，一般是非飽和的不穩(wěn)定的土，主要有風(fēng)積的砂和黃土、殘積土、可溶性鹽膠結(jié)的松砂等，其中濕陷性黃土分布面積較大。吸水膨脹而失水收縮明顯的土我們叫做膨脹土，這是一種特殊的粘性土，一般是非飽和狀態(tài)，而且結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，其中的粘性礦物主要成分是親水性礦物，而這種土在無水浸入時是良好的天然地基土，但若是未經(jīng)處理使用，遇水或失水后將產(chǎn)生開裂或受到損壞，而且不可修復(fù)。軟基中還會出現(xiàn)一種凍土地基，往往是多年溫度保持在0℃下且含有冰的土層，未融化時強(qiáng)度很高，可作為天然地基使用，但若未經(jīng)處理用其建筑高速公路，當(dāng)受到外力融化后將會降低強(qiáng)度，破壞高速公路建筑。鹽漬土則是具有溶陷性、膨脹性和腐蝕性，在天然狀態(tài)下可作為地基使用，但若在高速公路中浸水則會產(chǎn)生嚴(yán)重的溶陷，毀壞公路。紅黏土則是一種高塑性黏土，具有硬殼層，但其土層厚度變化大，有裂隙，公路建筑中由于諸如自然外力等因素會產(chǎn)生較大的裂隙，因而容易引起使公路的崩塌。

1.2 軟基的處理原理

其實軟基處理主要是利用軟基土的物理學(xué)性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)拇胧ζ浼右愿纳?，消除軟基因浸水容易產(chǎn)生濕陷和變形的情況。為了防止剪切破壞和減輕土壓力作用，我們要運用合適的方法來增加軟基的抗剪強(qiáng)度，要改善軟基的壓縮特性，使軟基沉降量減少。由于大部分軟基土遇水會出現(xiàn)問題，我們需要運用一定的措施減輕水壓力或是軟基變成不透水土層，部分軟基土質(zhì)會在地震時產(chǎn)生液化，我們需要改善其振動特性，防止軟基土層液化，對于一些特殊土則是要消除或減少黃土的濕陷性和膨脹性等。

2 高速公路中常見的軟基處理方法

2.1 粉噴樁加固法

粉噴樁加固法適用的土質(zhì)為淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、雜填上，是通過特質(zhì)的深層攪拌機(jī)沿著深度將固化劑（如水泥、石灰）與軟基攪拌形成水泥土樁，水泥顆粒表面礦物質(zhì)與軟土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，能夠吸取軟土水分，對含水量較多的軟土產(chǎn)生作用，令其形成其他化合物加固土，而固土具有整體性和水穩(wěn)性，[1]將其與原位的軟土組合形成復(fù)合地基，能夠提高軟土的地基承載力，減少地基沉降量。在高速公路施工中，應(yīng)用較多的一項軟基處理技術(shù)就是水泥攪拌樁技術(shù)，它能夠有效的減少軟基的影響，使地基變的穩(wěn)固。要注意此法在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行，而在施工前要對現(xiàn)場的勘查工作充分做到準(zhǔn)備，將地面雜物清理干凈，保證土層填充效果。在攪拌樁成形時，要確保注漿成型的連續(xù)性和均勻性，要保證控制樁體的物理參數(shù)正確，攪拌樁施工時盡量減小誤差。

2.2 強(qiáng)夯加固法

強(qiáng)夯法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土等軟基，有三種不同的加固機(jī)理。當(dāng)強(qiáng)夯法應(yīng)用于加固細(xì)顆粒飽和土?xí)r，其加固機(jī)理是動力固結(jié)理論。在巨大的沖擊能量在土中形成很大的應(yīng)力波，能夠使土體原有結(jié)構(gòu)被破壞，讓土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水從裂縫中逸出，加速土體固結(jié)，待超孔隙水壓力消散后，土體已經(jīng)固結(jié)。而由于軟土具有觸變性，所以能夠恢復(fù)土層強(qiáng)度。當(dāng)在處理多孔隙、非飽和粗粒土?xí)r，其加固機(jī)理是動力密實，即利用沖擊型動力荷載，讓土體中的孔隙減小，土體變得密實，從而提高地基土強(qiáng)度。此法過程就是利用壓縮波能量作用，使土中氣體被排出，空隙減小，土顆粒發(fā)生變形，而又經(jīng)相對位移重新排列，使土層加固。動力置換，也是強(qiáng)夯法中的一種，又分為整式置換和樁式置換。整式置換是利用強(qiáng)夯法把碎石整體擠入淤泥中，使高速公路下的土層滿足有關(guān)要求。樁式置換是通過強(qiáng)夯將碎石填入土中，又部分碎石樁間隔地夯入軟土中，形成碎石樁或墩，整體形成復(fù)合地基。

2.3 堆載預(yù)壓法

通過堆載預(yù)壓法加固軟土的基本原理是太沙基的有效應(yīng)原理，增加總應(yīng)力時孔隙水壓力增加，在加壓系統(tǒng)的作用下軟基中的孔隙水通過排水系統(tǒng)排出，水排出后土體變得密實，從而讓地基固結(jié)，加快沉降速度，能夠迅速達(dá)到穩(wěn)定路基的目的，此法不僅增加了土體的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性，且軟基的承載力也明顯得到提高，軟基的壓縮性也得到改善，減少了工后的沉降量。

3 幾種軟基處理方法的優(yōu)缺點及效益比較

3.1 粉噴樁加固法優(yōu)缺點

水泥土攪拌最大限度地利用原土，不造成浪費，而在攪拌中無振動、無噪音、無污染，對于周圍的建筑物影響很小，能根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)需要采用柱狀，壁狀塊狀等加固形式，容易施工，比起鋼筋混凝土更加節(jié)約造價成本。[2]但這是屬于隱蔽性工程，沒有經(jīng)濟(jì)有效地理論實驗和檢測方法，使得粉噴樁法很難控制施工質(zhì)量，大多都是施工人員憑經(jīng)驗進(jìn)行施工，很難保障施工質(zhì)量。

3.2 強(qiáng)夯加固法優(yōu)缺點

適用于處理軟弱地基，對于填料粒徑、填料類型含水量方面的軟基處理適應(yīng)性廣，容易控制施工程序，具有非常明顯的加固效果。而此法適用土類廣泛，設(shè)備簡單、施工方便，能夠有效地節(jié)省勞動力，節(jié)約材料和費用，降低成本，是一種較為理想的軟基處理方法。但此法振動和噪聲比較大，噪音污染嚴(yán)重，[3]若是靈敏性大的軟基很容易受到?jīng)_擊和振動，使得場地沉降不均勻，影響加固效果。如果施工管理不當(dāng)則可能會造成地基的擾動，而若是機(jī)械行走路線不適當(dāng)有可能會使軟基加固不均勻，影響高速公路工程質(zhì)量。

3.3 堆載預(yù)壓法優(yōu)缺點

堆載預(yù)壓法是目前軟基處理中應(yīng)用比較廣泛的，此法經(jīng)濟(jì)效益較高，通過堆載預(yù)壓法，能夠大幅度地提高軟基的強(qiáng)度，讓軟基有效應(yīng)力增大，進(jìn)而提高軟基的抗剪強(qiáng)度、承載力以及穩(wěn)定性。但堆載預(yù)壓法需要參與的施工機(jī)械較多，對土方的需求也多，不適用于工期較長的高速公路工程。

3.4 粉噴樁加固法、強(qiáng)夯加固法、堆載預(yù)壓法幾種軟基處理法的比較

由于考慮到以上幾種方法應(yīng)用時的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，[4]我們將三種軟基處理方法進(jìn)行對比，可在施工時針對不同的情況加以選擇。

表1

4 結(jié)束語

本文所述三種方案均為目前較為常用的方案，軟基的處理方法還有很多，由于篇幅有限，不能一一列舉，每一種加固方法都具有一定的適用條件。在實際的施工過程中，我們要根據(jù)場地環(huán)境、土質(zhì)條件、施工設(shè)備材料、加固效果的因素和影響等方面綜合考慮，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理。要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，根據(jù)高速公路的施工情況及可用材料進(jìn)行資料搜集，針對土質(zhì)條件，周圍建筑環(huán)境。地層結(jié)構(gòu)等綜合因素選定基本的幾種處理方案，并對這些方案進(jìn)行比較確定，綜合之后找到最佳的處理方法，以保證軟基處理工程的質(zhì)量。高速公路目前已成為我們出行重要的交通通道，其安全性和舒適性都是我們必須高度重視的，我們需要對這方面的研究深入探討，希望能夠更好地解決軟基問題，保證高速公路上的交通安全和公路的穩(wěn)定性，進(jìn)一步發(fā)展我國的公路建設(shè)事業(yè)。

[1]陳建榮.真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在高速公路軟基加固中的應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2007.

[2]程萬釗，臧琛.深厚軟基處理技術(shù)在高速公路中的發(fā)展與應(yīng)用[J].路基工程，2010，02：29～31.

[3]裴雙存.CFG樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，31：110～111.

[4]呂鵬華.粉噴樁技術(shù)在高速公路軟基處理中的應(yīng)用分析[J].西部交通科技，2016，03：41～43.

U416.1

A

2095-2066（2016）22-0243-02

2016-5-28

葉龍輝（1964-），男，工程師，專科，主要從事項目管理及項目技術(shù)負(fù)責(zé)人工作。