高速公路工程施工中软基处理关键技术的应用

杨 旭

（四川公路桥梁建设集团有限公司公路三分公司，四川 成都 610000）

0 引言

高速公路工程施工中，难免会遇到不同类型的地基，软土地基是最为常见的特殊地基之一。软基具有含水率高、孔隙率大、抗剪强度低等特点，需要进行妥善处理方可作为高速公路路基使用。软基处理技术是高速公路工程施工的关键技术，技术选择是否得当、技术应用是否规范，会直接影响高速公路施工质量。为此，应结合实际工程的具体情况，选择适合的软基处理技术，并把握住软基处理技术要点，确保软基处理科学、规范、可靠。本文介绍高速公路工程软基处理的常见技术方法，对换填法、加筋法、预压法、桩基础等工艺方法的关键技术进行分析，介绍不同软基处理技术的特点与技术要点，为相关工程建设提供有价值的参考。

1 软土地基的特点

软土地基是一种低强度的软弱地质，主要由泥炭等有机物质组成，含有大量水分和腐殖质，是由絮凝状物质沉积而来。软土地基自身的含水率很高，孔隙率较大，稳定性能很差，且强度也很低。一旦受到外力作用，很容易破坏软基内部结构，容易出现不均匀沉降或变形，导致边坡土体发生坍塌，影响高速公路工程的长期稳定性。

软基自身孔隙率大，含有较多水分，透水性不足，对土层水质的排放不利，在长时间降雨的季节难以让雨水渗透到地基深处，会使地基更加松软。部分软基区域地下水丰富，长期受地下水冲刷，容易产生沉降问题。软基土层结构不稳定且土质松软，自身硬度小、强度低，承载能力较弱，难以固化处理，容易发生明显变形等问题，甚至导致路面沉降、坍塌。在高速公路工程施工中，如果未能按照相关标准对软基进行处理，缺乏对软基结构和受力均匀的把控，未能合理采用软基处理技术进行干预，可能埋下质量安全隐患，影响高速公路使用寿命和运营的稳定性。

2 高速公路工程施工中软基处理关键技术

软基处理技术种类众多，换填法、加筋法、预压法等都是较为常见的软基处理方式，不同的软土地基处理技术各有优点和特色，分别适用于不同的软土地基类型。高速公路工程施工中，一方面要根据具体工程软基的实际情况，选择适合的软基处理方法，做到因地制宜，确保工艺技术选用科学；另一方面要抓住软基处理技术要点，保证技术应用的规范、合理，达到预期的施工目标。

2.1 换填法

换填法是一种常见的软基处理方式，适用于浅埋的软土地基，不适用于软土分布范围过大的情况。在施工前，需要组织技术交底，深入施工现场核对技术数据信息，明确施工工艺标准、检验标准等，确保技术人员熟悉设计图纸和工艺流程，规范指导路基换填施工。换填的工艺流程包括测量放样、软土清除、回填、整平、压实、检测等环节[2]。

开工前，需要确定路基换填的取料场，在施工现场换填路基两侧挖设临时排水沟槽，避免开挖软土期间地表水渗入。安排专门的测量小组进行测量放样，在软基换填边线放样时，需要对两侧加宽，对控制点复测以确认无误，再对中线和边线进行恢复。

换填前挖除不良土壤，软弱土层应确保清除干净，检测持力层的承载能力。基坑底部横坡坡度过大时，需开挖台阶。换填前需要对施工区域进行认真检查，使用水泵将积水抽干，将杂物清理干净并运出施工现场。

对回填的材料，应进行检验以确认质量合格。在片石换填时可采用分层换填方式，按设计的换填厚度确定方格网尺寸，将片石换填到指定区域，最后用压路机重复压实。换填完毕后，可以撒细集料对缝隙找平，如需要设置隔离层可选用土工布。在一层换填质量合格后再铺筑下一层，保证铺筑平整再用设备碾压。压实过程要保持均匀的速度，碾压后应表面完整、无明显碾压痕迹，再进行质量验收。

2.2 加筋法

加筋法适用于淤泥质土的地基中，尤其是坍塌路段的路基施工。通常在软土地基中添加具有抗拉能力的钢筋，增强路基承载力。加筋法的施工包括测量放样、清理场地、铺设土工布等一系列流程。

在加筋法开工前，需要对施工现场地表进行清理，通常清表厚度在30cm左右，再进行整平并填筑至原地面标高。施工中选用的土工布应满足交通运输部行业标准的要求，两幅土工布以缝合方式连接，叠合长度不小于30cm，两侧反包土工布在2.0m以上。

施工中砂砾垫层的作用在于排水，应选择级配好、强度高的材料，含泥量在3%以内，垫层应比路基边脚宽出50cm以上。铺设后，用压路机碾压使砂砾垫层密实度达标，两侧护砌可使用片石。

土工格栅铺设过程中，确保与路堤轴线方向垂直，铺设1.0m后用铆钉锚固，接缝靠近路基中间。铺土前，需要检查格室无破损部位。土工格栅施工用铁丝绑扎连接，固定在地面上，及时回填覆盖以免日晒影响格栅性能，回填时车辆不得在格栅上通过，回填后找平并压实。铺设下一层土工格栅时，使上下层错开并用下层格栅反包。格栅叠合长度、受力方向连接强度等满足设计要求，外侧用砂砾作保护层。

2.3 预压法

软土地基中含有大量的水分，可以采用预压法对软基土层施压，将土层中的水分挤压排出，提高土层自身的密实度和稳固性。预压法通常采用堆载预压、真空预压的方式，排出软基中的孔隙水，加速软基沉降，使土体快速达到固结状态，承载力达到设计要求[3]。预压法需要的时间较长，前期安装真空机、真空管，开挖密封沟，铺设密封膜，中期抽真空并预压，后期卸荷，都需要不短的时间，适用于工期较为宽裕的工程项目。

在施工准备阶段，应对预压处理的排水带进行施工，对土工膜、真空泵、中细砂等设备材料进行检查，确保施工设备和材料齐全，质量达标。其中，密封膜应布置两层，以聚乙烯薄树脂为原材料，压延或吹塑后通过热板焊接得到达标的薄膜。同时，密封膜上下面铺设土工布，以防薄膜损坏。排水管承担传递真空压力和排水的作用，主管使用PVC透水管，管壁上无孔洞，环向刚度达到4kN∕m2以上，沿纵向布置。滤管使用PVC花管，外包透水滤布，管壁上开正三角形孔，环向刚度同样不低于4kN∕m2，在加固区横向布置，间隔距离在6m以内。要对场地进行清理，使场地中间略高于四周，清表后铺设30cm的砂砾，再设置排水带和观测仪器[4]。

铺设滤管时，按照鱼骨形布置，埋设到砂砾层中，相邻滤管用软接头相连，以免抽真空过程中地基变形使接头脱开。滤管铺设后，再在表面铺设20cm的砂砾，防止尖锐物刺穿密封膜。在密封沟开挖时，要按照设计要求规范作业，挖好的密封沟达到加固区边侧的透水层。

铺设密封膜时，通常预压面积在1000m2以上，由于是大面积施工，要注意预防搭接局部热合不佳等问题。在铺设作业过程中，要严格按照设计要求规范作业，在铺膜前捡出垫层表面的石子、碎渣，填补设置排水带时的孔洞，再按照土工布、密封膜、土工布的顺序铺设。铺好一层后，需要认真检查，及时补洞，确认质量合格后再开展后续铺设。铺膜施工时间建议选择在风力不大的白天，顺风向铺设，密封膜展开方向与包装标出方向一致，长宽应超过加固区两侧，每边有3m以上埋入土层中。如果风力过大，建议停止施工。回填料适宜使用无杂物黏土，确保回填密实。

安装真空泵时，先试运检查，真空吸力应达标。抽真空时吸力应保持在95kPa以上，真空泵安装要平稳，与滤管连接稳固，安装作业检查合格后才能接通电源。同时，真空管路应有适应排水要求的过水断面，可以承受径向压力，这要求真空管路之间连接点要有效密封，并安装止回阀防止停泵后真空度快速降低，停泵24h后关闭止回阀。

施工过程中，如果联合使用真空预压与堆载预压两种工艺，可在真空度达到要求5～10d后进行堆载预压，以节省预压时间。堆载加载时第一层堆载厚度在40cm以上，堆载过程中避免强振碾压，控制压实度在90%左右。

2.4 振动挤密砂桩技术

桩基础是软基处理的常见方式，具体可划分为很多种类，振动挤密砂桩是适用于淤泥质土层的桩基础施工技术。振动挤密砂桩处理后的软土路基位移量和沉降量小，可以显著提升路基承载能力，提高路基稳定性，增加高速公路使用寿命，具有施工成本低、对周边环境污染破坏小等优势，不仅对软基起到不错的控制作用，还具有较好的社会经济效益。本文以振动挤密砂桩为例介绍桩基础的应用要点。

在施工准备阶段，需要对相关人员进行技术培训，熟练掌握振动挤密砂桩法施工工艺。同时，做好施工机械的调试和维护，避免机械设备在使用过程中出现故障问题。使用全站仪等测量设备，放样标记软基处理范围，确定路基两侧桩位。桩管下沉前，用油漆标注沉管深度。桩机到位后，平稳安装，保持桩管竖立状态，使用全站仪调整避免桩身出现偏差[5]。

砂桩布置采用等边三角形方式，桩身长度14m，桩身直径50cm，桩间隔1.2m，褥垫层50cm，路基填筑高度超过4m区域还应设置两层复合土工织布。振动挤密砂桩成形30d后，使用精密探测器检测桩身密实度和长度指标，判断桩身是否合格，合格后方可进行砂垫层施工。

堆载采用路基填筑材料预压，填筑过程中确保材料均匀、密实，压实度达标。碾压施工后，监测压实度和沉降量，完工后沉降量应在10cm以内，沉降量监测合格方可铺筑路面。为了解路基沉降量情况，需要对施工现场进行实时监测，组织技术人员入场按照图纸要求做好沉降监测、位移监测等工作，将监测数据汇总上传，评估软基处理效果[6]。

振动挤密砂桩法加固过程中，受人员操作和外界因素影响，可能出现桩身倾斜、断桩、堵管等问题。桩身倾斜主要原因是沉桩前未使用全站仪监测桩身垂直、水平情况，或监测数据存在误差，导致下沉后大幅倾斜。为此，应认真做好沉桩前的桩身监测工作，确保全站仪监测数据的准确、可靠。断桩和堵管可能是塌孔或沉管活页打开不及时引起的，以及进入管内的砂料含水量过大使得无法及时降到底部。针对这些问题，需要认真按照施工工艺标准规定的要求作业，对施工过程中涉及的设备仪器、原材料等进行检测，避免因人员疏忽引发各种突发意外情况发生。

3 结束语

综上所述，高速公路工程施工质量直接影响高速公路的使用寿命和稳定运营，还关系到过往车辆人员的生命安全，以及社会经济的稳定发展。在高速公路工程施工中，需要高度重视软土地基的处理工作，不仅要结合工程实际选择适合的处理技术，做好软基处理技术方案设计，还要在施工过程中确保每个工艺流程符合规范标准，避免工程质量、安全问题的发生，保证软基处理效果。