摘要：软土地基是公路工程施工中的常见问题，尤其是当前公路建设不断向内陆湖相沉积区延伸，更是加剧了软基这一问题对公路建设的影响。对此，为保证公路建设质量和工后服务水平，必须对软基处理技术进行深入研究。
关键词：高速公路；路基软基；施工技术；质量控制
一、高速公路软基特性
某高速公路地基含低液限及高液限黏土层，即淤泥和淤泥质土层，属于典型的湖相沉积层，同时受到河流等地区的直接影响，颜色包括灰色、褐色和灰绿色，质感湿滑且有浓烈的臭味，含有大量有机质，厚度分布不均，在12～46m范围内，正常条件下呈现出软塑～流塑状态，局部还夹有一定厚度的透镜体，属于高压缩层范畴。通过对软基的试验分析可得：工程地基淤泥层厚度较大，且工期紧张，当填土高度超出3m时，若未对其进行有效处理，将造成路基破坏，对工程的经济效益造成严重影响。在众多软基处理技术中，袋装砂井与砂垫层较适宜本工程的实际情况，可在相对较短的时间内有效提升地基的强度和固结度，满足工程施工的基本要求，建议优先考虑。
二、高速公路软基处理常见施工质量问题
1、路面沉降问题
若高速公路软基处理不当，就会使投入运营的高速公路产生沉降问题。因此，施工技术人员必须根据相关的软基处理标准与指标，严格控制施工过程中的所有细节，特别是应把控过渡地段路基结构强度，并且应采用性能优良的材料，进而使地基强度得到保障。此外，地基强度不够会使路基产生严重的变形问题，并且会在一定程度上加大地基沉降的速率。
2、开裂问题
软基最重要的特性就是沉降量较大。软基存在土层空隙较大的缺陷，所以在高速公路项目施工的过程中，会导致路基沉降。若土壤土层空隙不具备良好的均匀度，那么路基就会出现不均匀沉降的问题，导致高速公路投入运营之后会出现严重的裂缝现象。
3、含水量较大
软基含水量较高，在很大程度上影响路基施工质量，并且地下水的浮力也会对路基基底形成一定的影响。在高速公路的实际施工过程中，应根据软基的实际状况进行处理，进而使其含水量得到控制，提高路基强度。
三、高速公路路基软基施工技术及质量控制
1、换填土垫层
软基地质最主要的问题就是承载力不能满足设计要求，换填土垫层作为一种常规的软件处理方式，就是把道路基础中一定深度的较差土层挖除，然后把承载力较高的中粗砂、碎石、石屑或其他工业废料换填并压实，从而改善软基基础等不良地基的强度，使其能达到道路建设的设计要求。换土垫层法常用的垫层有：砂卵石及砂砾垫层、土垫层、素煤渣垫层、碎石垫层、灰土或工业矿渣以及用其它性能稳定、符合规范要求的材料。施工单位应该充分地依据工程实际情况继而选择适当的垫层，进行科学经济的施工。但这种方法只能处理浅层软土，对于地质变化较大或软土层较厚的地区只能另择其法。
2、基底表层排水固结+堆载预压
软基基底最主要的成因就是路基表层中土的含水量＞正常值，从而使得路基整体的承载力大幅下降。要进行处理，首先就要对软弱基础的表层进行排水，使其固结。表层排水的施工要贯穿整个施工环节，譬如在道路路基填筑时，采用性能良好的填筑材料或施打排水板等，状况不同的软基处理须合理选择排水措施，具体选择要充分考虑道路项目的施工条件，从而最大程度地达到排水固结的目的；再者，通过填料堆载，使基础的土进而压密、沉降、固结，也可以提高地基强度，减少路堤建成后的沉降量，此两种方法经常联合使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但这种联合方法也有其不足之处：（1）压载一般在6个月以上，施工周期长，严重制约后续工程进度；（2）沉降量较大的时候，需补充较多的填料，按照常规项目的计量办法，土体稳定报告出具方可计量，施工单位资金压力较大；（3）在雨量充沛的地区使用此种方法，经一系列项目验证，效果差强人意。
3、增加搅拌桩
3.1石灰搅拌桩
在土壤塑性指标较高的软基区域经常采用石灰搅拌站的施工工艺，效果良好，性能可靠。该工艺就是使用机械强制将石灰和软基中的原状土搅拌、混合。在此过程中，石灰会充分吸收软基中的水分，在降低土壤含水率的同时，从而使得搅拌后的灰土混合物发生固结，形成灰土桩及桩间土协同受力的复合地基，较高地增加了基底的承载力，从而满足道路主体的设计承载力要求。此外，石灰搅拌桩还能有效改良软基强度不足、沉降现象多等状况，良好的保证了道路使用功能的发挥。
3.2水泥搅拌桩
水泥搅拌桩的施工工艺主要应用于由粉土、软质淤泥、灰碳质土等土质构成的公路基底处理。石与灰搅拌桩法的工艺原理基本一致，在日常施工过程应用较多。水泥搅拌桩施工工艺在正式施工前，要进行试桩，取得相应的施工参数后，才能准确地掌握水灰比、泵送时间和泵送压力，确定搅拌机下钻及提升速度，以及最佳的搅拌次数等，水泥搅拌桩与桩间土形成的复合承压地基结构，对于提升基底承载力具有重要意义。
此两种搅拌桩施工工艺大致相同，优缺点也相当明显。优点：（1）在软基处理工程中广泛使用，施工技术成熟；（2）工程造价相对较低。缺点：（1）搅拌桩处理深度有限，一般≤18m，无法保证处理效果；（2）对地基承载力提高幅度有限，质量控制难度较大。
3.3CFG桩及预应力管桩
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）是在普通碎石桩的工艺基础上进一步发展而来，桩体施工中加入了水泥和粉煤灰继而形成了高粘结强度的桩，改良了碎石桩的刚性，不但很好地发挥了桩体结构的竖向摩阻作用，同时又提高了桩基的端阻承载力，CFG桩、桩间土、褥垫层三者合力形成了复合基础结构。预应力管桩与CFG作用原理基本相同，通过进入持力层，进而产生对路基主体结构支撑，同时对软土挤压密实，从而减轻或控制路基沉降。
优点：（1）各类地质情况均能适应，且耐久性良好；（2）较大程度的提高软土基础的承载力及稳定性，便于控制后续的沉降；（3）环保效果良好，污染较小。缺点：（1）工程造价相对较高；（2）施工质量（主要是垂直度）要求严格；（3）若出现断桩事故，接桩或补桩难度较大。
4、真空预压工艺
真空预压最开始在日本修建新干线时采用，后来在国内软基研究中，以中交一航局为主，天津大学、南京水科院联合攻关研究，对此工艺进行了探索、研究，已在我国高速公路建设中逐渐大规模应用，均取得了良好的效果，真空预压的原理是使得处理范围内形成一个整体，采用机械设备抽真空过程中，膜下迅速地形成了负压结构，软基中的孔隙水持续由塑料排水板排出，孔隙水压力降低，实现了固结密实淤泥的目的。再者，软基基础在真空膜下负压和上部的大量荷载双重作用下，能产生较大幅度的沉降，这样就进一步提高了基础的承载力。所以在一般在项目上，常联合堆载施工同时使用。在中交一航局第二工程有限公司参建的连云港、青岛、安徽等地的项目中，均采用此种工艺，施工效果较好。
优点：（1）施工质量可靠，能较大地提高土体的承载力；（2）环境污染小，设备简单，易于操作；（3）造价较为低廉。缺点：（1）施工周期较长，后续工期压力大；（2）施工中，地表位移量较大，一定程度上能影响到周围构筑物。
结束语
综上所述，在高速公路的具体施工环节中，软基处理会在很大程度上影响工程的施工进度。因此，施工技术人员应了解软基处理的不足与缺陷，运用先进的技术，妥善处理软基，进而使工程施工的有序性与质量都能得到保障。
参考文献：
[1]冯仲仁.高速公路软基处理智能决策支持技术研究[D].武汉：武汉理工大学，2003.
[2]林琳.高速公路工程施工中软基处理关键技术应用[J].交通世界，2015（4）：66-67.
论文作者:魏向前
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/14
标签：路基论文; 承载力论文; 高速公路论文; 地基论文; 较大论文; 基底论文; 强度论文; 《建筑模拟》2018年第12期论文;