高速公路软土路基处理技术研究

崔 楠

百色学院，广西 百色 533000

1 软土路基施工中存在的问题

1.1 路基不均匀沉降

由于软土路基在该项目占的比重较大，软基处理不当难免会出现病害，路基的不均匀沉降就是其中的一种。K69+860～K70+200段的软土路基主要穿过大片经济作物种植区，大面积的种植土因含水率高，透水性能差，土壤强度低变形大，抗剪强度低，对公路路基的施工质量造成了不利影响，如果施工不当，在路基自重和外部荷载的作用下，软土路基具有较强的流变性，在剪应力作用下产生剪切变形，主要表现为路基的较大沉降或不均匀沉降。

1.2 桥头跳车

由于构造物与路堤背面的不均匀沉降，路面和桥台高程突变，出现桥头跳车现象。K73+515天河3号大桥为跨河桥梁，在桥头两端为水田，由于该区有河流流经，地下水丰富且埋藏浅，土壤又以水稻土为主，该类土黏性大，含水率很高，排水性差，不易固结，在处理过程中需重点处治。在车辆对桥台台背反复冲击下，台背混凝土较早出现破损现象，高速行驶的车辆经过桥头时，车轮上下跳动，从而使得车内人员产生极不舒适感，严重时甚至会导致车辆失控而发生交通事故。

1.3 路基边坡滑塌失稳

在K70+500左侧的路基边坡产生了滑塌的现象，该段路基原为种植土需要挖出换填，而换填后边坡防护不到位，边坡上方又是种植区土层松软，雨天雨水渗入土体，加重了土的重量，土体强度、黏结度进一步下降，土体间间隙变大，而且流水会不断冲刷下部坡脚，削弱斜坡的支撑部分，导致雨后边坡土极不稳定，出现多条大裂缝甚至产生滑塌，给施工带来不便的同时还为边坡的稳定性埋下了巨大的隐患。

2 产生软土路基病害的原因

2.1 产生路基不均匀沉降的原因

（1）基底处理不当。砍伐树木的根和表土未经完全处理，现场基坑仍残留着草根等杂物。地面横坡大于1∶5的路段，未能按照规定的要求在路基回填前将其挖成台阶的形式，使得回填的材料与基底结合不紧密、不结实。在填筑路堤前，原地面压实不足，导致出现车辙和地面起伏不平整现象，压实度不能满足规范要求。

（2）路基压实度不足。压实次数不合理，一般情况下采用压路机压实石料铺筑层6～10遍，压实填土铺筑层6～8遍，而该工程利用压路机压实次数多为5～6遍，故压实次数达不到要求。压路机质量较小，以填石为例，由于石块粒径、质量较大，按规定要求应选用自身重量比较大的重型振动机进行压实，或使用重锤夯打击实，或使用重量在35～50t的轮胎压路机进行压实，才能使路基填料紧密结合，压实状态良好。该工程段采用的是26t的轮胎压路机和32t的羊足碾配合进行碾压，故压路机质量偏小。路基填筑宽度不足，按照相关规范要求进行路基施工时，每一填筑层两侧均应超宽30～50cm填筑、碾压密实，而现场未能按要求对路基边缘部位进行加宽填筑压实处理。受到路基施工中暗埋式结构物长度的影响，路基边缘无法进行加宽填筑压实处理，使该部位边缘处得不到充分压实。最大松铺厚度一般在10～30cm，该路段松铺厚度控制不严，出现了填土松铺厚50cm、填石厚70cm的情况，松铺厚度过大，碾压不均匀。

（3）施工方法不当。由于项目实行的是大分包模式，路基施工也是由几家不同单位分段负责，易出现劳动队伍质量意识不够、服务水平高低不一、现场管理人员管理不严、现场施工员与劳动队伍进行施工作业技术交底交接不彻底，以及工人技术不熟练等情况，最终导致施工质量不合格。K69+860～70+200段现场施工从左往右卸料并进行碾压，碾压未到达路基边缘，现场填筑厚度为70cm，这与规定要求的水平分层，纵向分段，先两侧后中间，在全宽范围内分层填筑并超宽填筑30～50cm不符，且填料中石块粒径大小不一，含有树根、草根等杂质。施工过程中四周未挖水沟，排水设施不完善，导致连续下雨之后路基积水严重，积水无法及时被排出，浸入路基内部进一步侵蚀，造成水囊现象，雨过天晴时在未排干现场积水的情况下就直接填筑，导致土壤中的含水率失控，造成隐患，易引起不均匀沉降。

2.2 产生桥头跳车的原因

（1）天然路基沉降。K73+515天河3号大桥为跨河大桥，河宽水深，桥头两岸地下水位较高，土壤的天然含水率较高，土地类型为水田，土壤具有含有机质、压塑性高、抗剪强度低的特点。因此，在路基自重和外来的荷载作用下，桥头与路基衔接处的路基产生了压缩变形，导致路基沉降。

（2）台后填料压实度不合。天河3号大桥桥台施工完成后要进行台背回填，但由于桥梁构造物容易破坏，不宜采用大型机器振捣压实，现场采用小型机械或人工振捣，由于压力不够或振动碾压频率太低，紧靠桥台的填土压实度难以达到规范要求。

（3）施工管理不当。天河3号大桥现场施工管理人员监管不力，未及时对施工中出现的弹簧、松散、起皮等问题缺陷进行处理。施工过程中劳务队伍盲目赶进度而没有严格按照施工规范和设计要求进行施工压实，质量意识薄弱。机械操作员未按正确的方法使用仪器，振动频率和碾压次数不符合相关要求，工作中没有按照压实要求进行压实。

2.3 产生路基边坡滑塌失稳的原因

（1）设计不合理。以K70+500处为例，路堑边坡属于受雨水浸入后容易失稳的土，故应采用坡度较小的边坡，设计坡度为1∶0.3，过陡，且未对固坡方式进行有效设计，导致土体在长时间日晒雨淋后变得更加松散，从而引发滑坡。

（2）施工过程不规范。换填土时清淤不彻底，填土速率过快，未及时记录施工沉降和侧向位移观测情况。路基顶面排水不畅，路基填筑层宽度不到位，小于规范要求的有效宽度。当路基填挖交界处出现1∶5的地面陡坡时，未能严格按照挖台阶的形式予以处理，导致因原状土和填料的密度差异使两者之间不能紧密结合。

3 软土路基问题治理措施

3.1 路基不均匀沉降治理措施

认真检查现场并对软弱土层进行彻底清除，确保基坑表面平整无淤泥、垃圾、草根、树根等杂质，更换良性土壤后重新碾压。对于地面横坡大于1∶5的路段，路堤填筑前土基要根据要求挖成台阶，宽度不小于1m，并在路堤填筑前充分压实原始地面。

提高路基压实遍数，达到设计要求的次数，增加碾压频率，严格按照设计要求进行30～50cm超宽填筑，保证压实宽度符合相关要求。填土应分层填筑，分层压实，每层的厚度不超过30cm（填石不超过50cm），并碾压均匀。

3.2 桥头跳车治理措施

桥头两端多为软土，需根据现场实际情况并结合设计要求对桥头跳车现象进行治理，可采取换填片石法。一方面软土层较浅，不需要进行深挖，另一方面项目有碎石场，片石原料易取，造价成本较低，换填片石后，路基承载力能满足要求。对于一般黏土也可进行开挖翻晒，待土质晒到最佳含水量时再进行回填，回填土的上层留60cm厚的石灰土进行填充压实，提高填筑材料的压实度，并分层水平填筑，每一层的厚度要控制在规定范围内，不可偏大。对于台背不易压实的区域，要采用合适的组合机械，例如光轮压路机和羊足碾组合，先用重型光轮压路机压，再用羊足碾进行碾压，增加压实遍数，提高振动碾压频率，保证填土的密实质量。

3.3 路基边坡滑塌失稳治理措施

路基设计时，要充分考虑洪水和水位变化对使用年限内路基稳定产生的影响。边坡设计要合理，对于地面坡度陡于1∶2.5的路堤段，要结合地形地质、边坡高度等进行综合考虑，设置现浇混凝土护脚和挡土墙等支挡设施，以保证路基稳定。此外，还需规范施工过程，确保软土处理深度、宽度符合相关要求，及时发现暗沟、暗塘并进行妥善处理。严格控制填土速率，保证有足够的时间让路基完成沉降，及时做好沉降观测和侧向位移观测的记录。设置导流、防护设施，减少洪水对路基的冲刷侵蚀，同时减少地表水、地下水，提高路基的水稳定性。

4 结论

文章以某高速公路的软土路基处理为案例，总结了软土路基工程施工过程中的常见病害，并具体分析了产生病害的原因，然后提出了具有针对性的病害治理措施。具体结论如下：（1）项目路线所经区域存在复杂多变的地形地质条件，沿线跨越河流、深谷，当地气候主要为亚热带季风气候，夏天雨热同期，易产生洪涝，增加了施工难度；（2）路基不均匀沉降、桥台跳车、路基边坡滑塌失稳是项目软基处理过程中出现的几个问题，需针对这些问题采取相应的治理措施；（3）大部分软土区域软土层较浅，不需要深挖，并且沿线有固定的石场，稍微加工后即为良好填料，因此可采取换填片石法，且该方法操作简单，工期短，造价低。