软土地基路段路基拼接施工技术分析

苏成

[上海公路桥梁（集团）有限公司，湖北武汉430000]

0 引言

在目前的公路施工项目工程中，改扩建高速路的大型项目工程占有较高比例。软土地基普遍存在于高速路的地基部位，施工人员对于软弱土层的特殊公路地基路段应当进行全面的优化整改处理，确保软弱土层的公路地基的坚固、安全。路基拼接施工的操作技术手段包括处理软土复合地基、构建碎石垫层以及选取适当的路基施工材料等。

1 软土地基路段路基拼接施工的现存问题

1.1 施工材料的质量与配比问题

路基拼接施工的材料需要达到最基本的材料质量要求，并且满足材料配比的数据指标规范要求。路基拼接施工的常用材料应当包含砂石、混凝土与水泥浆液等。施工人员对于各种不同类型的施工材料应当严格检测，保证其满足材料安全性能的检测标准要求，严格防止不合格的施工材料被使用在软土层的路基拼接施工。但是从现状来看，路基拼接施工的材料本身仍存在某些质量缺陷与配比数据误差，因而不利于路基拼接施工质量的优化提高。

1.2 施工操作的规范性问题

路基拼接施工的操作过程应当确保达到规范化的程度。路基拼接施工的现有技术规范标准包含现行公路路基的施工技术指标体系，全面设定了路基拼接施工的操作技术要求[1]。按照现行的施工技术指标规定，施工人员需要确保路基拓宽段横向拱起坡度的增加幅度在0.5%以内，并且应当限定工后沉降范围在10cm 以内。

工程技术人员在计算现有的软土路基沉降幅度过程中，需要结合立体化的路基施工模型来进行客观的判断处理。通常情况下，工程技术人员在计算工后沉降的过程中，需要用到二维分析的技术方法，同时还需全面结合公路施工项目现有的侧向渗流因素、竖向变形因素等进行分级加载的模拟操作试验。但是在实际施工中，施工人员没有严格规范路基拼接施工的操作过程，导致路基拼接段经常存在沉陷等安全风险因素。

1.3 新老路段的沉降幅度差异问题

路基拼接段的新老路基如果存在较为显著的沉降幅度差异，那么路基施工的整体质量效果将会受到不利影响。现行的工程监管技术规范重点体现在全面监控拼接段的新路与老路沉降幅度差异性[2]。施工人员针对拓宽路基以及原有路基的沉降幅度差异数据展开综合性的判断对比，确保控制在最为适宜的工程沉降范围。工程技术人员对于沉降段的渗水与变形安全隐患因素也要给予重视，切实保证软土地基的特殊公路路段通行安全。无侧限抗压强度随土层深度变化的曲线如图1所示，黏聚力的大小直接反映土体颗粒之间的相互吸引力，两处土样在8m 以内的深度范围内，黏聚力不断表现为下降趋势，到了8m 的点位达到最低的黏聚力程度，强度下降约为20%。然后黏聚力逐渐上升，在14m 的土层深度部位恢复到表层硬壳层的强度。上述现象的根源主要在于表层土（4m 以内）与底层土（大于等于14m）固结程度较高，孔隙水的压力消散程度较高，那么就会导致土颗粒之间存在较小的间隔距离以及较大的颗粒吸引力作用。

图1 无侧限抗压强度随土层深度变化的曲线图

2 软土地基路段路基拼接施工的技术问题分析

2.1 优化材料配比技术

路基施工之前，每隔20m 使用全站仪来判断与布置旧路基的外边缘点，确保将桩号准确标注在老路基的护栏表面部位。每隔20m 对于旧路基和加宽路基原地面进行复测，确保至少达到2 个每千米取样观测点。加宽路基的底部清理完毕后，应当确保控制在90%的路基土层结构压实度。工程技术人员针对高性能的工程混凝土需要确保限定在150mm 以上的坍落度以及0.3 左右的水胶比。为了保证高性能混凝土良好的工程施工效果，需要科学设定集料成分、外加剂成分与水泥成分的配比数据误差，避免超出5%的最大材料配比数据误差。

2.2 处理软土复合地基

在某些情况下，施工人员可能遇到软土复合地基的特殊拼接段公路地质构造。软土复合地基包含了较大覆盖面积的软弱土层结构，明显增加路基拼接段的操作处理难度。工程技术人员对于振冲置换软土复合型路基的操作方法应当合理进行选择，确保将加筋排水的垫层结构均匀布置在软弱土层路基的特殊地质区域范围。工程技术人员对于台阶形状的路基边坡体系结构应当给予格外重视，确保严格控制与限定开挖路基台阶体系结构的机械操作力度。

2.3 构建软土路基的路段拼接碎石垫层

老路基的填料如果为亚黏土或者卵砾石土，那么应当达到1m 的拼接台阶基本宽度以及1.5m 的拼接台阶高度。如果确定粉砂土或者砂土为拼接土层，则需要限定在0.6m 的宽度与0.4m 的台阶高度。工程技术人员针对公路原有车道以及加宽拓建后的公路车道进行了准确的尺寸计算，确保公路加宽车道以及原有车道的长度相同，并且限定车道坡度比例在1∶1.5。路基与路面的结构参数见表1。

表1 路基与路面的结构设计参数

3 项目施工实例

某大规模的高速路目前已经达到了15年的工程运行使用期限，公路项目工程原有的设计宽度与长度都无法满足承载交通量的要求，因此亟待实现针对高速路路段的拓宽改建施工。工程技术人员拟定针对上述的高速路路段进行双侧的公路地基拓宽改造处理，确保加宽后的公路车道能够符合全新的工程使用效能指标。工程技术人员针对公路拓宽改建的区域土层结构，展开全方位的工程地质勘测，确定公路扩建路段所在的土层地质构造主要为软土地基。

具体而言，高速路的拼接施工路段总体达到3.5m的断面路堤高度，表面部位均匀覆盖0.8m 左右厚度的亚黏土层（外观呈现黄灰色）。公路软土地基的下层部位主要包含流塑形态的亚黏土以及粉质黏土，外观呈现灰黑色与灰黄色，并且包含较少比例的饱和粉砂层。在此前提下，工程技术人员针对上述公路工程的路基拼接段，重点选择了复合地基与粉喷桩的施工工艺，确保达到1m 的复合桩基间隔距离长度以及7.2m 的桩基延伸长度。

软土拼接段路基的体系结构设计包含如下要点：上面层为5cm 沥青混凝土+SBS 改性沥青，下面层为粗粒式的7cm 沥青混凝土AC-25C（对于面层喷洒乳化沥青的黏性层），格栅为BJG80×80 玻璃纤维格栅、0.6cm 乳化沥青稀浆封层。

工程技术人员通过实施连续性的软土路基拼接部位地质观测，确定改造拓宽后的路基拼接段没有出现较为显著的路基裂缝。公路路基的累计沉降被控制在10mm 以内，因此体现了路基拼接施工工艺良好的应用效果。工程技术人员能够正确操作智能化的公路软弱土层观测仪器，有效确保了获得的各项公路施工项目观测数据的完整性以及真实性。试验土样的物理参数指标见表2。

表2 试验土样的物理参数指标（力学特性分析）

4 软土地基路段路基拼接施工的优化改进对策

4.1 正确应用喷射注浆工艺

喷射注浆目前被普遍用于高速路的路基拼接施工，体现了良好的适用性。在路基拼接施工过程中，工程技术人员需严格控制喷射注浆管的喷射幅度与持续性，限定一次完成路基喷射注浆的操作环节。施工人员应当将隔离墙布置在软弱土层的重点区域部位，避免存在过多的地基土层夹层，导致注浆施工被频繁中断。工程技术人员需要合理地控制搭接墙体的平均厚度，确保达到15cm 的搭接墙体最小厚度。工程技术人员需要科学界定喷射注浆的操作时间以及角度等关键指标参数，确保不会超出1%的墙体倾斜率。

工程负责人员需要重点针对公路基础部位、路面部位以及其他关键部位进行养护监管操作，确保达到28d 的混凝土养护周期。工程技术人员针对目前现有的混凝土体系结构强度应当实施专门的检测，结合洒水养护以及其他的养护手段来保证混凝土的使用效果。在旋喷施工时，施工人员只需在土层中钻一个孔径为50mm 或30mm 的小孔，便可在土中喷射直径为0.4～4.0m 的固结体，因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。喷射注浆设备既可在钻孔的全长成柱型固结体，也可仅作其中一段，如在钻孔的中间任何部位。旋喷法施工时，喷嘴一面喷射一面旋转并提升，固结体呈圆柱状。喷射注浆主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质，也可组成闭合的帷幕，用于阻挡地下水流和治理流沙。采样设备仪器如图2所示。

图2 采样设备仪器

4.2 妥善处理软弱地基土层结构

软弱地基地质属于较特殊的公路拼接段地质构造，因此需要施工人员的特别重视。工程技术人员对于出现较小拼接段沉降的区域应当进行相应处理，但是不必对原有的公路软弱路基实施全面的换填操作或者其他特殊操作。相比而言，施工人员针对存在较差地质条件状况的分离式路基拼接段，应当布置必要的软土层隔离墙，应用实时性的路基沉降观测仪器，准确判断公路路基所在位置的沉降变化规律。

施工人员目前对于路基拼接段的倾斜角、隔离墙的轴线长度、搭接部位的厚度、喷射注浆的摆动角度、摆动幅度以及钻孔角度等重要参数指标都要进行准确的核对，避免对软弱路基的土层结构施工操作的盲目性。

例如，台阶面距离路床底部如果小于130cm，那么应当将其作为独立的台阶开挖段。如果超出了130cm，则应当划分为100cm 与130cm 的两个台阶高度开挖施工。对于开挖位置的旧路基内侧向外侧30cm 处应当进行严格的沉降度检测，确保达到80cm的台阶高度。

4.3 实时监测路基拼接段的沉降幅度数据

路基拼接段在经过全面的整改施工处理以后，工程技术人员还需要重点针对现有的拼接段路基土层沉降幅度进行准确的判断与观测。路基填筑边缘部位应当高出坡脚线至少50cm。公路工程技术人员重点针对分离车道与原有车道的比例尺进行准确的测算，确保限定在1∶1.5。在此基础上，施工人员针对原有的公路地面高程实现了必要的整改优化，结合沉降观测取得的客观数据结果，展开全面的软土层固结处理。

5 结语

经过分析可见，路基拼接施工的现行工程技术标准已经达到较为完善的程度，工程技术人员需要严格遵守施工规范标准。软土地基的特殊路段整体表现为湿陷性与较弱的承载力特征，因此施工人员务必做到全面展开公路地质勘测工作，合理选择路基施工材料，优化路基拼接段的施工质量效果。工程技术人员应当全面掌握车道宽度以及地面高程等重要指标要素，切实增强针对软土地基施工的质量管控力度。