高速公路软土路基加宽工程施工技术探究

李淑连

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

由于高速公路建设初期没有考虑到现有交通量需求，导致一部分高速公路出现了通而不畅的现象。为满足急剧增长的交通要求，亟需对现有高速公路进行升级改造，主要以旧路加宽改造为主[1]。我国疆域辽阔，地质条件复杂，在开展路基施工时通常会遇到膨胀土、软土、盐渍土等特殊土质，如果不对其进行科学处置，后期容易造成严重事故。本文详述了现有的软土路基加宽处置技术，并依托实际工程，对路基加宽工程中各项指标进行设计，避免高速公路加宽施工中出现不均匀沉降等问题。

一、路基加宽技术要求与形式

（一）技术要求

若使用排水固结法对软土路基进行加宽处理，一定不能破坏原有路基的地下水位，施工前需要新建护栏将河流、水库等地下水位隔离，方可修建新的路基。

在选择新填筑材料时，要保证与原路基材料基本相同，如不能保持一致，可以使用高排水性材料进行填筑。当采用细粒土填筑路基时，可以通过设计盲沟来解决路基内部积水问题，以便更好地控制路基含水率。

原路堤加宽施工中，需要开挖一个不小于1m的台阶，且拼接部分高度不大于0.7m，以保证加宽路基结构的稳定性[2]。

（二）加宽形式

双侧加宽适合新老路基中心重合，周围无建筑物、无地下电缆影响的情况。若高路堤采用双侧加宽的处理方式，可能会导致原路基与新路基之间结合不紧密。

单侧加宽即在原路基一侧进行新路基加宽，相较于双侧加宽的方式，具有取土方便、加宽长度更长、便于压实、施工工艺简单、对原路基扰动小、节约耕地面积等优点。

无论采用上述哪一种加宽方式，都必须保证新路基与原路基之间紧密结合，从而共同承担荷载作用。针对软土路基，若新加宽路基底部的软土并未处理或处理不当，后期将导致新加宽路基在荷载作用下发生错台、开裂甚至整体滑移，进而对整个路基层产生较大影响。

二、软土路基加宽处置技术

（一）加筋土处理技术

顾名思义，加筋土就是在原路基中添加筋体材料与土形成复合路基，以此来增强土层间的摩阻力，提高路基土整体抗拉性能、抗剪性能和稳定性，能够起到摩擦作用、锁定作用和被动抗阻作用。这3种作用共同对土颗粒加以约束，避免其发生侧向位移，有效改善了土体的水平应力状态，在提高承载力的同时，可确保土体沉降量稳定在一定范围内。

加筋土处理技术具有明显的优势，如可以有效减少沉降量，利于软土路基的应力均化，防止产生不均匀沉降等。此外，加筋材料还能增强原路基与加宽路基之间的连接作用，使原路基与新路基形成一个稳定整体[3]。

（二）管桩技术

管桩技术根据混凝土强度分为预应力混凝土薄壁管桩、高强混凝土管桩和混凝土管桩3种，在进行软土路基加宽设计时，3种技术均以土体变形为第一控制要素，以便将沉降量控制在合理范围内。由于处理软土路基时不需要管桩具有较高的承载力，因而许多工程都采用预应力混凝土薄壁管桩进行施工。具体施工步骤如下：

第一步：表面清理及放样。首先要全面清理施工作业区的杂物，同时利用全站仪和米尺等测量工具确定桩位和桩孔中心，并做好标记。

第二步：桩机就位。为防止桩机在移动过程引起地表凹陷，施工前应根据标记将桩机移动到桩孔位置处，微调桩机使其与桩孔中心对齐。

第三步：管桩吊运及插桩。管桩吊起采用单点法，即使用钢丝绳吊起管桩一端，使其缓慢呈竖直姿态，然后将其放入夹桩箱中，通过调整桩机使其与桩孔对准，将垂直总偏差控制在0.5%以内。

第四步：压桩。开启桩机的压桩按钮，压桩过程中随时记录压桩时间和压力指数。

第五步：接桩与焊桩。待桩体还剩1m左右时，立即将下一节桩头安装到位，并依靠桩机定位板将两节桩头固定，校核偏差保证在2mm以内。当桩体间出现空隙时，应使用楔形钢板焊接，保证桩身稳固成一体。

第六步：终止压桩。压桩过程严格按照规范进行，当桩体在正常荷载作用下沉降量小于2mm/min时，即可终止压桩。

三、工程实践

（一）工程概况

某高速公路属于软土地基，全长18km，其中路基宽46.6m。由于交通量日益增大，导致交通拥堵现象越来越严重，亟需对路面进行加宽处理。项目施工中，如不提前处理软土地基，容易发生沉陷、滑塌等安全事故。对此，项目组决定采用CFG桩技术进行处理，预估处理路段约5.6km，预算投入5台桩机，但考虑到天气、地质条件影响，将原计划完工时间由145d调整为180d。

（二）旋喷桩复合地基设计

桩径设计：现阶段高压旋喷桩的桩径设计大多采用经验法，本文综合施工工艺、设备及承载力等因素，汇总了目前旋喷桩的桩径设计值，具体如表1所示。

表1 高压旋喷桩桩径设计经验值

深度设计：考虑到施工设备及地质条件等因素，通常将高压旋喷桩处理深度控制在10m～17m，本文从经济性角度出发，将深度控制在10m～12m。

材料选择：高压旋喷桩以水泥为主体材料[4]，也可以添加少量外掺剂，但具体掺量要结合实际情况决定。本文使用强度为32.5MPa的硅酸盐水泥，水灰比设定为1：1。

（三）CFG桩与其他复合地基处理方式对比分析

由于CFG桩并不适用于所有的软土路基处理，如在桥头等过渡段使用干喷桩更加合适。但在CFG桩施工规范且质量符合标准的前提下，效果要比粉喷桩的更好。本文将CFG桩与其他复合地基处理方式进行经济性对比分析，具体如下：

表2 经济性对比分析

由上表分析可知：与粉喷桩、碎石桩相比，CFG桩的成桩质量更好，有效深度更长，且具有较高的应力比，虽单价高于粉喷桩和碎石桩一倍以上，但施工效果更佳。旋喷桩单价高出CFG桩1.5倍，却只能达到CFG桩1.2倍的承载力，性价比较低。从施工效果来看，CFG桩具有较高承载力和抵抗沉降变形的能力，非常适用于软土路基处理。通过综合分析，CFG桩成为最优选择。

四、结语

本文将CFG桩与其他复合桩基处理方式进行经济性对比分析，得出如下结论：从施工角度看，CFG桩具有较好的承载力、应力比和成桩质量，从经济性角度看，CFG桩具有较高的性价比，是处理软土路基的最优选择。