高速公路施工中的软土路基施工技术

高速公路施工中的软土路基施工技术

摘要：随着我国高速公路建设的飞速发展，公路运营对路基的要求越来越高。在高速公路施工中，经常遇到软弱路基，如不进行处理，必然会危害工程质量。当前，软土路基处理的技术日趋多样化，本文就其中几种进行分析概述。

关键词：排水固结；水泥搅拌桩；抛石挤淤法；真空预压法 一、排水固结

排水固结法是在天然软土地基表层设置砂垫层等水平向排水体，在地基中设置砂井等竖向排水体，然后加载预压，使土体的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。

（一）水平向排水垫层

1、排水垫层材料

排水垫层材料一般采用透水性好的材料，其渗透系数一般不低于10-3cm/s，同时能起到一定的反滤作用，避免土颗粒渗入垫层的孔隙中阻塞排水通道。为保证垫层本身的渗透性，一般采用级配良好的中粗砂为宜，并要求含泥量不超过3%，无杂物和有机质混入。若理想的砂料来源困难时，也可以采用连通的砂沟来代替整片砂垫层。但粉细砂一般不宜采用。

2、排水垫层施工方法

排水垫层目前有下列几种施工方法：

（1）当地基表层具有一定厚度的硬壳层，承载力较好，能行驶一般运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。

（2）当硬壳层承载力不够时，一般采取顺序推进摊铺法。

（3）当软土地基表面很软，首先要改善地基表面的持力条件，使其能供施工人员和轻型运输工具行走。

（二）竖向排水体施工

由于袋装砂井断面小、质量轻、设备简单、施工方便，造价比一般砂井低，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。故在公路工程中应用比较广泛。袋装砂井一般采用导管式的振动打设机械施工，其施工步骤为：将内径为12cm的套管打入土中预定深度；将预先准备好的比砂井长2m左右的聚丙烯编制袋底部装入约一满锹重的砂，将底部扎紧，然后放入孔内；将袋的上端固定在装砂漏斗上，从漏斗口将干砂边振动边流入砂袋。直到装满密实

为止；慢慢拔出导管。

二、水泥搅拌桩

水泥搅拌桩是一种应用广泛的路基加固方法。水泥搅拌桩作为主要固体剂通过深层搅拌机在路基深部就地将软土和固化剂强制拌合，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使凝结成具有整体性、水稳定性好和较高强度的水泥加固体，与天然路基形成复合路基。这种方法处理软土路基效果明显，处理后可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。

（一）水泥搅拌桩特点

1、它是仅有少量挤土的非置换桩，施工时无振动、无噪音、不需泥浆护壁、不产生废水污染、无大量废土外运。

2、它的形状不一定呈独立的柱状，可以进行多个乃至无数个圆柱形的搭接组合。

3、它的渗透性小，能防渗止水，为其他各种桩型所不及。

4、当作为柱状桩时，布桩间距可稀可密，几乎不受限制。

5、它可以与其他桩型配合使用，从而共同形成复合路基。

6、它的施工速度较快，造价较低。

（二）施工控制要点

1、垂直度

其质量控制要求, 在桩架上两个方向设置水平尺及2m 高的线砣, 使垂直线球保持在刻度范围内, 每根桩打桩前检查一次, 每钻进提升一次时, 必须检查一次, 使打桩全过程保持在允许的垂直度范围内。

2、搅拌桩强度

进场原材料的合格与否直接影响搅拌桩的强度，其质量控制要求是对入场的施工材料及时抽查、送验, 对不符合技术要求的施工材料杜绝使用；随机检查水泥灰与水的配合比是否符合要求，达到标准。

3、桩长

其质量控制要求是计算好施工桩长, 成桩前量好钻杆长度, 并在桩架上做好标记, 保证深度误差小于5cm，严格掌握好喷浆位置。

4、桩位

其质量控制要求是根据总承包方提供的控制点测量设置桩位( 用竹签作标记), 测量误差要小于1cm, 搅拌头对准竹签误差也应小于1cm, 累计误差小于2cm。

（三）特殊情况处理

1、在钻进过程中，当卡管时，采取实行慢速钻进；提出钻头，改进钻头；钻进位置较浅时，改用其他方法疏松土层后再钻；如果是提升钻杆时卡钻，则暂停喷浆，待正常后再复喷等措施。

2、在喷浆过程中，喷浆不畅或堵塞时，应该采用检查灰浆泵运行情况，调整喷浆压力；提出钻头清理喷嘴；清除固化料中的杂物和大颗粒；喷浆不畅时，操纵喷浆阀门由关到开，由开到关，反复多次等方法处理。

3、当遇有下沉困难、电流值高、电机跳闸等情况时，其原因是电压低、土质硬，阻力大或遇有石块等障碍物。此时采取调高电压、适量冲水和挖除障碍物等方法处理。

4、当投料不准确、灰浆泵磨损漏浆、灰浆泵输浆量偏差大时，会导致喷浆还未到设计高程时浆液已排空，针对这种情况要重新标定投料量、检修灰浆泵、重新标定灰浆泵的输浆量。

5、当搅拌加水过量或输浆管部分堵塞时，会导致剩浆过多，此时要采取重新标定用水量和清洗输浆管的措施来解决。

6、当灰浆浓度过大或搅拌桩叶片角度不合适的时候，易导致钻头和混合土同时旋转，这时应该重新标定水灰比并更换钻头或调整叶片角度。

7、供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5米，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。

三、抛石挤淤法

抛石挤淤法是软弱地基处理的一种方法，在路基底从中部向两侧抛投一定数量的碎石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度。所用碎石宜采用不易风化的大石块儿，尺寸一般不小于0.3m。抛石挤淤法施工简单、迅速、方便。适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3-4m的软土；在特别软的地面上施工由于机械无法进入，或是表面存在大量积水无法排出时；适用于石料丰富，运距较短的情况。抛石挤淤法施工要点如下：

1、采用抛石挤淤法施工的路基需要一定的沉实稳定时间，在施工时间上应尽可能靠前。

2、鉴于场地的水文地质条件，场地雨季可能形成局部大量的上层滞水，应对可能出现的上层滞水，采取必要的疏排措施，防止其进入基槽。并及时有效地严格作好地表水的疏排工作。雨季施工作业面不宜过大、过多，换填时随挖、随运、随填，每一道工序要在雨前完成，不能拖泥带水，填筑则形成流水坡度，避免积水。

3、换土垫层采用透水性材料，如中风化砂岩。级配要求良好，不含植物残体、垃圾等杂质。石料的最大粒径不大于10Omm，含泥量不大于5%。如中风化砂岩进行填筑，应分层碾压。碾压的厚度、最佳含水量及夯实碾压遍数根据夯实、碾压机具及试验段的参数现场确定。

4、片石挤淤石料应选用不易风化的砂岩，抛填的片石粒径宜大于30Omm，且小于30Omm粒径含量不得超过20%。

四、真空预压法

真空预压是排水固结法的一种，真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。

（一）适用范围

真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。

（二）施工流程

平整场地---插打塑料排水板---测量放线---铺设主支滤排水管---铺设上层砂垫层---砂面整平---铺设聚氯乙烯薄膜---施工密封沟---设置测量标志---安装真空泵---抽真空预压固结土层

（三）施工要点

1、真空度的产生及深部传递是真空预压技术的核心。对真空预压软基处理施工质量控制，也就是对排水固结系统的施压系统、排水系统和密封系统３个部分进行质量控制。

2、抽真空系统包括射流泵、滤管和滤管出膜装置等，射流泵为真空度源，施工中应注意设备的正确配置、使用、安装及密封。

3、排水砂垫层应采用级配良好的中粗砂，其选用及铺设质量应使其具有较好的透水效果。塑料排水板应按施工工序施工，控制好接板质量，清意打设间距和深度的控制。

4、密封是真空预压软基处理的一项重要工作，应从四周边界密封和水平密封两部分，对施工质量加以控制。

5、在加固过程中必须重视施工监测和检测工作，对出现的情况及时采取相应的措施予以补救，以保证加固工程质量。

参考文献

[1]陈玲.水泥搅拌桩处理软土路基技术应用浅析[J].民营科技，2009.9

[2]胡利文，王永平.南沙港区陆域吹填工程真空预压软基处理技术[J].施工技术2012.10