路基是高速公路重要的组成部分，既承担从路面向下传递的荷载，又能减少在自然环境作用下的基床下沉；高速公路路基工程建设是在错综复杂的自然条件、多方合作的情况下进行的，在整个道路施工过程中所需的时间长、难度大、附属设施多，纯在许多潜在的风险因素。目前，大多数学者从不同方面对高速公路施工进行研究：卢青峰^[1]对软土路基的特点和危害性进行分析，并结合工程实例对软土路基工程的施工要点和质量控制等内容进行研究，提出了质量控制方面的相关措施；任延婷^[2]针对软土地区公路路基工程中大沉降量及应力分布问题，研究了陀螺桩结合排水固结法施工技术可用于解决软土地区路基工程中的施工难题；雷荣军^[3]为了提高山区公路路基工程的建设效率和质量，研究一种分层填筑强夯技术在山区公路路基工程施工中的应用方法，有效保证了路基土体结构的压实度与稳定性；张雷^[4]等为了解决由于路基施工后沉降量超过较大，土层稳定性差等问题，研究了雨季湿软路基工程生石灰粉处理湿软填土施工技术以提升土层的加固程度；高鹏翔^[5]以某一高速公路工程为例，分析了工程的主要特点、重点，探讨了公路路基工程施工技术要点，旨在保证该公路工程的施工质量；马九青

以高速公路工程软土路基结构的基本特征为切入点，提出当前软土路基关键施工技术。

以济南至宁津高速公路二标段为研究对象，针对软土路基施工技术进行研究探讨。

1  工程概况

济南至宁津高速公路途经济南市天桥区北部、济南新旧动能转换起步区、德州市齐河县、临邑县、陵城区、宁津县等区县；二标段全长24.9km，标段内有一处互通立交枢纽、一处互通区、一处服务区，主线工程采用双向六车道高速公路标准，设计速度120km/h，整体式路基宽度34.5m、分离式路基宽度17.0m。拟建项目路线图如图1所示。

图1  拟建项目路线图

图2  项目沿线地形地貌情况（K8+300）

拟建公路位于鲁北黄河冲积平原区，通常又称为黄泛平原区，其地势自西南向东北缓倾，海拔高度一般在9m-29m左右；由于黄河多次改道、决口泛滥，废弃河道错综分布，加之后期地表流水改造及人为影响，河滩、洼地、缓平坡地分布广泛，项目沿线地形地貌情况示意图如图2所示。主要分布的地层及特征如下：上部由耕植土、填土及下部粉质粘土、粉土、粉砂、砂土组成，局部见淤泥质土分布，各地层主要物理力学参数列于表1，地下水一般埋深为1.5m~5m，储量丰富。

表1    地层主要物理力学参数表

2  施工技术方案

2.1  结构物台背回填

2.1.1 施工方法

图3  台背回填示意图

台背填筑质量直接影响台后路基稳定，路面成型后桥台后出现裂缝与桥梁衔接处路基下沉等现象，皆因台背填土未按施工要求所致，特别是桥头跳车这一普遍关注的问题，与台背质量有极大关系。台背回填的材料和范围：桥涵台背应选用水泥土填筑，水泥土参考剂量为4%，压实度要求均不小于96%。路桥过渡段处理的范围：底部为沿路线方向距台背不小于3m，顶部为距台背不小于2倍路堤高度加3m。台背回填示意图如图3所示。

台背回填前将桥台基坑回填至原地面标高，填筑前清除结合面淤泥、杂物、软土、松散土与路基衔接部位逐层开挖台阶、分层填筑；压路机无法碾压或八字墙外侧不允许重型碾压时，采用小型振动压实设备；台背回填范围按照图纸及技术规范要求进行确定，填筑前在台背分左、中、右用红漆标示出填层厚度和层数，以保证回填施工均匀地分层进行和表面横坡一致；台背回填范围内压实度满足设计要求，台背回填时，顺路基做成一定坡度，防止雨水浸泡台背和雨水沿构造物的外壁渗透影响填筑质量。

（1）一般填方路段

路床处理40cm，采用水泥土进行改善，水泥掺量为4%，分两层进行施工，每层厚度按20cm控制。

（2）低填浅挖路段

低填路段(填高小于路面+路床厚度)要求检测地基土层压实度及CBR值，CBR值不满足要求的应换填合格的路床填料，压实度不满足要求的应翻挖后分层回填碾压，翻挖深度应保证路床80cm范围内均达到96%的压实度要求。整个路床范围内全部采用水泥土处治，路床底换填30cm建筑旧料。回填施工示意图如图4、5所示。

图4  水泥、土布料施工

图5  水泥土拌和施工

2.1.2 施工要点

台背填筑与台后路堤同步填筑；结构物的填土分层填筑，采用4%水泥土填料，每层最大压实厚度不大于15cm；柱式和肋板式桥台先施工承台和肋板，采用先填土至台帽底，采用机械压实，再进行台帽施工的方法；扶壁式桥台及薄壁式桥台台后填土在梁板架设完成后进行，且两侧对称平衡进行；涵洞两侧回填在盖板安装或浇筑、八字墙、一字墙完成后进行，在洞身两侧对称分层回填压实，顶面填土压实厚度大于50cm时，方可通过筑路机械和汽车；桥台后纵向设计过渡段范围内，填筑压实度不小于96%；台背大型压路机压不到的位置采用小型压实机械压实；盖板涵、箱涵采用开挖施工时，开挖范围满足设计图纸对台背回填纵向长度的要求。与路堤交界处预留台阶，台阶宽度不小于2m，台高不大于lm、内倾2%～4%。

2.2  特殊路基施工

根据各段路基特性采用挖淤换填、冲碾、强夯、水泥搅拌桩、管桩等措施对软土地基进行处理。

（1）挖淤换填：包括围堰排水、挖除淤泥、换填建筑旧料或石渣、回填石方等处理方法。根据水沟（塘）水量大小选择围堰或直接排水方式，选择合适的水泵排量进行排水。采用挖掘机对沟（塘）底淤泥进行挖除，挖除时应注意淤泥全部清除，防止出现夹层；对原沟塘边坡开挖台阶，台阶宽度不小于1m，并以4%坡度向外侧倾斜，台阶立面按1:0.2向外侧倾斜。石渣中的石料应为中、硬岩石，抗压强度不小于30MPa，粒径大于15cm的含量不小于30%，石渣含泥量不大于10%。对于淤泥厚度≤50cm的路段，换填石渣或建筑废料厚度按照清淤厚度进行，对于淤泥厚度≥50cm的路段，换填石渣或建筑废料厚度按照50cm进行控制；处理完成后按照分层回填、分层压实的方式进行土方回填。

（2）冲碾：土石路基或填石路基每填筑2m冲击补强碾压一次，填土路基每填筑2m冲击补强碾压一次，施工前全线冲击碾压一次，路基填前冲击压实在桥涵构造物开挖前进行；）冲击碾压过程中，一旦发现有“弹簧”现象，则停止冲击碾压进行检查确认，并将相关“弹簧”土予以挖除、换填或晾晒等处理；冲击碾压时，机械掉头范围较大，容易出现过多接头及衔接不好，尽可能在路基形成较长的连续冲压段进行，在提高冲压效率的同时，避免因过多“接头”而影响路基整体均匀性；冲压施工场地附近有构造物时注意观察，发现异常情况时，立即中断施工，以避免损伤构造物；冲击碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距，冲压五遍改变冲压方向，冲击压实具体遍数根据试验段确定，正常情况下原地表碾压10～12遍后，间歇一天，继续碾压至规定遍数。冲击碾压行驶图如图6所示

图6  冲击碾压行驶图

（3）强夯：具有增强回填土路基强度、减少路基不均匀沉降的作用。点夯间距为0.6m，完成后，平整场地并用满夯将表层夯实，满夯单击夯能800kN·m，夯点以梅花形布置，夯迹彼此重叠搭接1/4d，满夯每点夯打2击，与第二遍点夯之间的间隔时间易控制在14d。夯点布设如图7所示。

图7  强夯夯点平面布置图与满夯锤印搭接示意图

注意事项：起重机具选用履带式起重机，脱钩器要有足够强度和耐用性，起吊时不产生滑钩；脱钩灵活，能保持夯锤平稳下落，同时挂钩方便、迅速，脱钩时不允许发生锤与钩不脱离现象；施工前应检查夯锤重量、尺寸、落距，以确保单击夯击能量符合设计要求，夯击时按规定的落距进行夯击，夯击位置要准确，落锤要平稳；施工过程中有专人负责检查落距、夯击次数、夯击遍数、夯点位置、夯击范围等；施工过程中对各项参数进行详细记录，强夯施工时对每一夯实点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做好详细的现场记录；在夯击前，对夯点位置进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正；当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击；当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石继续施工；强夯结束后，及时清除夯击后表层的浮土，或将浮土在接近最佳含水量状态下用压路机压实。

（4）水泥搅拌桩：是软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。水泥搅拌桩施工示意图如图8所示。

图8  水泥搅拌桩施工示意图

水泥搅拌桩施工工艺：

1）测量放样：施工前根据放出的加固区边缘线，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子打入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。

2）桩机就位、调平：移动钻机至桩位上方，定位时应保持钻机垂直，定后用全站仪配合钻架上设置的铅垂对钻杆垂直度进行检查，钻杆竖直度不大于1%。经监理工程师、质检人员、班组长对钻机的稳定情况、钻杆垂直度、钻杆长度等检查确认无误后方可开钻。在施工过程中，采用隔桩跳打法，以防止孔间串浆。

3）调整导向架垂直度：钻机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

4）制备水泥浆：搅拌机下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。

5）钻孔：启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌浆液配置完成后，即可进行钻孔作业。钻机钻孔达到设计深度后，拔出钻杆。校验孔位纵横向偏差不大于50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于1%。

6）下注浆管：成孔合格后，即可下注浆管到设计桩底。边喷水边下管，防止喷浆孔堵塞，喷水压力不超过1MPa；喷嘴到达设计桩底，开始喷浆搅拌土体，喷射水泥浆压力大于20MPa，提管速度为22～25cm/min，喷射固结体单轴抗压强度（28d）标准值0不小于1.5MPa。

7）喷浆提升：水泥浆液要进行过滤，保证无超过0.5mm颗粒、纸屑、石块等杂物，以免堵塞喷管；先在桩底旋喷1分钟后，自下而上旋喷作业。拆卸钻杆后继续旋喷时，与下部桩体搭接不小于10cm。旋喷管提升接近桩顶以下1m时，减慢提升速度，喷头提升到设计桩顶标高时，应进行1分钟的低压补浆，消除因浆液析出造成的桩顶凹穴，提升至桩顶以上30cm停止喷浆。

8）钻机移位：提升钻杆及喷浆管，采用清水冲洗注浆管及钻杆，将钻杆整齐摆放在平台上晾干，将钻机移至下一根桩。

2.3  一般填方路基施工

路基填筑采用纵向分段，水平分层全宽填筑；填料采用挖掘机配合自卸汽车运输，推土机整平，平地机精平，分层填筑，振动压路机碾压。根据进度计划，合理划分路基施工段落，合理安排各施工顺序，做到挖、装、运、卸、压实等工序紧密衔接，尽量避免施工干扰。

施工准备着重从组织、设备、技术、清理场地、地基处理、试验段的填筑工作着手。施工前，技术人员全面熟悉设计文件，会同设计单位进行核对、交桩、复测、加固控制点、路基放样，按要求清理现场，并按规范及设计文件要求措施做坡面台阶、排水，对地基表层按要求进行填前压实，使之达到要求的压实度标准，为路基填筑作准备。

2.4  路基防护措施

主线内、外防护与路基填筑同步实施。采用的防护形式主要包括喷播植草、植物纤维毯、浆砌片石护坡、现浇混凝土护坡、混凝土预制件骨架护坡、浆砌片石等多种形式，防护工程采用平行流水作业法施工。路基防护示意图如图9所示。

图9  路基防护示意图

3  结语

高速公路施工质量受不同地形地势的作用及不同软土结构等因素的影响较大。在软土结构作用下高速公路路基施工一直以来都是我国公路施工的重点和难点工程，同时对软土路基的处理技术和措施也会直接影响公路质量。实际施工时应结合现场具体地质结构特征，选择适宜的软土路基施工技术，不断优化软土路基施工技术方案，保障工程实际施工效果。

参考文献

[1] 卢青峰. 高速公路软土路基工程施工及质量控制分析[J]. 科技创新与应用, 2023, 13(16)：162-165.

[2] 任延婷. 软土地区公路路基工程中陀螺桩结合排水固结法施工技术研究[J]. 交通科技与管理, 2024, 5(2):96-98.

[3] 雷荣军. 分层填筑强夯技术在山区公路路基工程施工中的应用研究[J]. 黑龙江交通科技, 2023, 46(8)：56-58.

[4] 张雷, 潘国志. 雨季湿软路基工程生石灰粉处理湿软填土施工技术研究[J]. 科学技术创新, 2024, (4)：127-130.

[5] 高鹏翔. 高速公路路基工程施工技术研究[J]. 交通科技与管理, 2023, 4(13)：51-53.

[6] 马九青. 软土路基施工技术在高速公路施工中的应用[J]. 四川建材, 2022, 48(7)：125-126.

第一作者简介：李龙（1986-），男，本科，高级工程师。研究方向为道路桥梁施工。
*通信作者：赵德生（1993-），男，本科，中级工程师。研究方向为道路桥梁施工。