簡(jiǎn)析公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理技術(shù)

農(nóng)作禮

【摘 要】公路交通建設(shè)已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，越來(lái)越多的公路工程建設(shè)在我國(guó)各種地質(zhì)環(huán)境中，其中不可避免地會(huì)在路基路面設(shè)計(jì)中出現(xiàn)軟土地基的情況，而軟土地基的形成將嚴(yán)重影響道路施工進(jìn)度、后期使用質(zhì)量、后期運(yùn)營(yíng)安全，出現(xiàn)如地基沉降、路面開(kāi)裂等現(xiàn)象。因此文章對(duì)公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理技術(shù)進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)軟基處理的特征、原則進(jìn)行闡述，為我國(guó)公路路基路面設(shè)計(jì)軟基處理提供有效參考措施，全面保障我國(guó)公路交通的后期運(yùn)營(yíng)安全。

【關(guān)鍵詞】公路路基路面設(shè)計(jì);軟基處理;處理策略

當(dāng)前，我國(guó)公路交通建設(shè)正處于快速發(fā)展階段，公路建設(shè)里程及公路建設(shè)技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，但是我國(guó)不同地區(qū)的地質(zhì)條件差異大且有很多不確定性，導(dǎo)致在公路路基路面施工中出現(xiàn)較多軟土地基（以下簡(jiǎn)稱軟基）問(wèn)題。由于軟基具有壓縮性較高、透水性小、孔隙比大、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，所以在面對(duì)軟基路面工程時(shí)需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)、施工，有效保障軟基路面的承載力，確保其能夠滿足交通運(yùn)輸需要。

1 公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基特征

公路路面設(shè)計(jì)中對(duì)于軟基地質(zhì)的認(rèn)定主要有以下2個(gè)方面因素：一是地基中含水量多、質(zhì)地松軟，這種地質(zhì)的支撐強(qiáng)度較低，公路路面的施工難度增加且后期質(zhì)量缺乏保證。二是公路路基施工地基的抗形變能力弱、承載力不高，正常使用時(shí)可能無(wú)法發(fā)現(xiàn)，但是當(dāng)有重型交通設(shè)備使用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)路面沉降問(wèn)題，甚至?xí)?dǎo)致車輛不平衡而出現(xiàn)交通事故。因此，在面對(duì)軟基路面施工時(shí)需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)、施工，根據(jù)施工環(huán)境、軟基處理難度、后期影響性，選擇最合適的軟基路面施工方式，并對(duì)軟基路面的使用效果進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)。所以軟基路面設(shè)計(jì)需要考慮到施工準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、后期使用等一系列因素，從而保障軟基公路路基施工高效率與公路工程整體質(zhì)量提升。

2 公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基處理原則

軟基是在水流長(zhǎng)期積累下所形成的一種地質(zhì)類型，土體在長(zhǎng)期浸泡與生物化學(xué)作用下最終形成黏性軟土。物理特征主要是壓縮性較高、透水性小、孔隙比大、強(qiáng)度低等。我國(guó)在針對(duì)軟基的處理中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是在處理方法的選擇上存在盲目性，往往為了追求施工效率而忽視不同軟基處理方案的合理性。比如對(duì)于深層軟基不能使用填埋法，而是要通過(guò)振搗、擠壓等方式進(jìn)行處理，多樣性的路面軟基處理方案使施工選擇空間增大，但是對(duì)于軟基路面施工的合理性就會(huì)造成影響。

此外，軟基路面的施工質(zhì)量與器材需要專業(yè)化配置，雖然我國(guó)路面設(shè)計(jì)工程數(shù)量與規(guī)模不斷增加，但是施工人員的技術(shù)水平無(wú)法全面滿足工程施工要求，所以軟基處理要盡可能加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代工程設(shè)備的使用，通過(guò)工程機(jī)械化施工來(lái)保證公路路面質(zhì)量，而公路路基路面的軟基處理技術(shù)不能單純地根據(jù)施工水平來(lái)選擇，而是根據(jù)地基情況與周圍環(huán)境、施工條件，結(jié)合公路施工周圍的地質(zhì)條件及以后變化的可能性，采用動(dòng)態(tài)的科學(xué)處理方案，通過(guò)不同方案的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)成本低、效果好、速度快的目標(biāo)[1]。

3 公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基處理存在的問(wèn)題

3.1 軟基處理問(wèn)題不受重視

公路路基路面施工相對(duì)于其他工程項(xiàng)目，工程環(huán)境、施工環(huán)節(jié)都更為復(fù)雜。公路施工中的地質(zhì)環(huán)境一直處于不斷變化的過(guò)程，施工中很多環(huán)境因素都會(huì)影響到施工質(zhì)量，且軟土地質(zhì)是公路施工中極為常見(jiàn)的因素，如果工程施工時(shí)不重視軟基設(shè)計(jì)，只是作為公路路基施工環(huán)節(jié)中的可能影響點(diǎn)，那么在后期施工中面對(duì)軟基路面設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)有充分的準(zhǔn)備，從而導(dǎo)致公路路基路面工程整體進(jìn)度落后與質(zhì)量下降。就目前公路施工企業(yè)與工程人員的配置來(lái)說(shuō)，對(duì)于軟基問(wèn)題并沒(méi)有形成一個(gè)專門(mén)的設(shè)計(jì)處理部門(mén)，導(dǎo)致公路施工行業(yè)缺乏對(duì)軟土處理的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

3.2 軟基處理技術(shù)不科學(xué)

雖然我國(guó)對(duì)于軟基處理能夠提供多種方案，但是施工單位在實(shí)際施工中對(duì)于軟基處理技術(shù)專業(yè)化、規(guī)范化需做出合理選擇。首先，面對(duì)不同地基情況、不同地勢(shì)難以進(jìn)行區(qū)分，無(wú)法從軟基的組成情況做好劃分;其次，施工單位選擇軟基處理技術(shù)時(shí)往往選擇高效率、低成本的方式，導(dǎo)致采用的軟基處理方式通常不是最合適的;最后，施工單位與設(shè)計(jì)單位缺乏協(xié)作，設(shè)計(jì)單位并沒(méi)有直接進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的勘查或者工程勘察不全面，在出具軟基處理設(shè)計(jì)方案時(shí)缺乏針對(duì)性，甚至?xí)斐墒┕て髽I(yè)的成本增加及后期公路質(zhì)量下降。因此，軟基路面處理方案如果沒(méi)有以實(shí)際工程環(huán)境數(shù)據(jù)作為支撐，軟基問(wèn)題的處理效果自然差強(qiáng)人意。

3.3 軟基處理人員水平低下

一方面，公路工程軟基處理工作效果依靠設(shè)計(jì)人員與施工人員共同參與;另一方面，軟基處理設(shè)計(jì)對(duì)于相關(guān)人員的專業(yè)化水平要求較高，需要能夠快速根據(jù)施工環(huán)境確定軟基路面現(xiàn)狀，同時(shí)施工人員要根據(jù)處理方案進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)施，但是部分路面軟基問(wèn)題設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平有限，處理方案出現(xiàn)偏差，以及施工人員在實(shí)際操作中出現(xiàn)失誤操作，影響最終的軟基處理結(jié)果，導(dǎo)致公路工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

3.4 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件勘察不夠詳細(xì)

公路路基路面施工設(shè)計(jì)需要建立在完善的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境勘察上，不同環(huán)境下的軟基施工需要選擇不同的處理方案，但是很多時(shí)候的公路施工設(shè)計(jì)都是直接抄襲之前的報(bào)告數(shù)據(jù)，對(duì)于實(shí)際地質(zhì)情況及以前相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集不足，很容易導(dǎo)致施工方案與路基路面實(shí)際情況存在偏差。

4 公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基的處理策略

4.1 換填法

換填法就是把軟基路面的地基進(jìn)行更換，先將軟基地質(zhì)一定深度的軟土層進(jìn)行清除，然后填充其他含水量小、壓縮性低、吸水但穩(wěn)定性好的材料，比如礦渣、碎石都是進(jìn)行路面填充的主要材料。換填法一般應(yīng)用在軟土層比較淺的地基情況，在實(shí)際施工中可以采用機(jī)械設(shè)備快速施工，需要經(jīng)過(guò)開(kāi)挖、填充、碾壓、實(shí)度檢測(cè)等流程。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要有以下3個(gè)技術(shù)要點(diǎn)：一是填充后的路基要滿足工程承載力要求，所以要采用礦渣、碎石等承載力強(qiáng)的材料，并對(duì)填充后的路面壓強(qiáng)進(jìn)行荷載力檢測(cè)。二是避免填充后的地基沉降問(wèn)題，需提前確定軟基的深度情況，適當(dāng)增加換填深度，同時(shí)要避免在深層軟基中使用換填法。三是針對(duì)低溫地區(qū)的軟基處理要考慮到土體凍脹因素的影響，在進(jìn)行換填時(shí)要選擇空隙大的材料，避免因寒冷而造成路基凍脹情況[2]。

4.2 拋石擠淤法

拋石擠淤法指直接將碎石材料投入軟基路面，不需要使用換填法將原有軟基清理。拋石擠淤法所使用的材料以硬質(zhì)、偏大塊的碎石為主，然后再通過(guò)壓力作用將地基表面的淤泥材質(zhì)擠壓出路基，這樣也可以達(dá)到對(duì)路基地質(zhì)的更換，這種方法相對(duì)于換填法效率更高，但主要應(yīng)用在流動(dòng)性大、土壤含水量較高的軟基，拋石的速度與數(shù)量需要根據(jù)軟基路面的液性土壤體積確定，如果淤泥數(shù)量多、深度大需進(jìn)行大體量拋石，那么擠壓出來(lái)的軟基淤泥就越多，路面的支撐力和承載力也就越強(qiáng)。拋石擠淤一般用在流動(dòng)性大、軟土層較薄的路基，尤其是軟基路面會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)期積水、池塘的公路施工環(huán)境，通過(guò)拋石擠淤法可以有效替換原有地基，并達(dá)到路基提升的作用。拋石擠淤法所使用的碎石直徑一般在0.5 m以下，最好可以利用施工地周圍的碎石進(jìn)行填充。拋石過(guò)程中要從中間逐步向兩側(cè)推進(jìn)，并保持拋石數(shù)量范圍對(duì)稱，防止擠壓過(guò)程中淤泥在路面內(nèi)堆積的情況。拋石之后需要用壓力機(jī)進(jìn)行路面碾壓，直到碎石不會(huì)出現(xiàn)下沉且壓實(shí)后的路面要高于原路面，同時(shí)做好路面周圍水流引導(dǎo)施工，避免后期使用中的水流堆積造成路面支撐性下降[3]。

4.3 堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法指直接對(duì)軟基路面進(jìn)行壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)軟基中水分排出達(dá)到公路工程的支撐力要求，這種方法主要應(yīng)用在已經(jīng)飽和的黏土地基處理中。通過(guò)壓實(shí)后的軟基路面土體能夠固定不會(huì)再出現(xiàn)沉降變形，實(shí)際操作中只需要重點(diǎn)控制施加荷載的大小與速度，通常需要保持高于實(shí)際路面施工本身的負(fù)載進(jìn)行施壓加固。施壓前可以在周圍設(shè)置邊樁，該法需要花費(fèi)的施工時(shí)間較長(zhǎng)、堆載材料的使用量也較大。

4.4 真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法與堆載預(yù)壓法都是對(duì)軟基進(jìn)行壓實(shí)處理，但真空預(yù)壓法需要在壓力作用軟基路面中提前埋設(shè)相關(guān)設(shè)施，比如砂井、排水帶等設(shè)備，然后在排水設(shè)施上鋪設(shè)砂層并采用塑料薄膜進(jìn)行全面覆蓋，最后再抽干薄膜內(nèi)的空氣，保持排水設(shè)備處于類似真空的狀態(tài)，這樣在路面施壓過(guò)程中就可以快速排出軟基中的水分。這種方法大多應(yīng)用在土壤含水量大且滲透性差的軟基設(shè)備中。與堆載預(yù)壓法相比，真空預(yù)壓法能夠減少施壓時(shí)間，且施工過(guò)程中沒(méi)有噪音、灰塵污染，也能夠提供更加穩(wěn)定的路基質(zhì)量。

4.5 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法是利用專業(yè)的土壤深層攪拌機(jī)直接將水泥與軟基中的土壤進(jìn)行攪拌混合。一方面，水泥能夠快速吸收土壤中的水分，提升軟基的穩(wěn)定性;另一方面，水泥與水形成的溶液與周圍土壤混合凝結(jié)后，能夠形成穩(wěn)定性強(qiáng)、承載力高的水泥土樁。攪拌機(jī)的鉆頭、鉆桿相當(dāng)于攪拌機(jī)扇葉，將水泥垂直打入軟基路面，攪拌過(guò)程要保證鉆桿保持垂直;再將水泥漿導(dǎo)入攪拌孔內(nèi)，待水泥漿完全進(jìn)入地基后保持一段時(shí)間再?gòu)?fù)攪;然后立即提出攪拌設(shè)備進(jìn)行鉆孔密封，同時(shí)對(duì)噴漿管道、鉆頭等進(jìn)行路面軟基的多位置鉆孔攪拌，相當(dāng)于直接在軟基路面中進(jìn)行水泥支撐力施工。

4.6 反壓護(hù)道法

軟基路面受到壓力后會(huì)出現(xiàn)土壤兩側(cè)移動(dòng)的情況，而反壓護(hù)道法就是通過(guò)對(duì)軟基路面的整體保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)路基支撐，具體操作時(shí)在軟基路面的兩側(cè)增加具有反壓作用的土體，土體要具有一定的厚度且能夠低阻路基的兩側(cè)荷載力，通過(guò)兩側(cè)土體的支撐保護(hù)防止軟基在道路施工中出現(xiàn)剪切、滑移現(xiàn)象。該技術(shù)的施工方式簡(jiǎn)單，材料要求只需要施工地走大量土方;一般在戶外軟基施工中應(yīng)用，兩側(cè)土墻需要占領(lǐng)一定的區(qū)域，所以要避免對(duì)周圍耕地的影響。

4.7 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)指直接在軟基路面內(nèi)部安裝支撐樁，通過(guò)支撐樁來(lái)達(dá)到對(duì)公路路基的支撐作用。預(yù)應(yīng)力管樁通過(guò)管樁機(jī)械進(jìn)行壓裝，這種施工方式具有施工便捷、環(huán)境影響小、穿越土層能力強(qiáng)的特點(diǎn)。施工現(xiàn)場(chǎng)不需要準(zhǔn)備其他的碎石、土方、鉆孔等，只需將準(zhǔn)備好的管樁通過(guò)壓樁設(shè)備壓到軟基路面內(nèi)，達(dá)到壓樁路面的深度后就可以進(jìn)行下一階段施工（如圖1所示）。壓樁過(guò)程中很容易掌握樁體對(duì)于路面的支撐能力，能夠較好地控制軟基路面的施工質(zhì)量，但工程造價(jià)較高，需要根據(jù)公路的使用價(jià)值與地質(zhì)條件綜合考慮。

4.8 高壓旋噴樁

高壓旋噴樁主要通過(guò)噴射技術(shù)對(duì)軟基路面進(jìn)行加工，通過(guò)工程鉆孔在軟基路面打孔，然后將高壓噴嘴插入路基中，通過(guò)高壓脈沖泵注射水泥漿。該方法可以應(yīng)用在淤泥質(zhì)土、砂土和黃土等多種軟基路面中，可以選擇旋噴、定噴和擺噴3種灌注方式。根據(jù)軟基的土壤條件可以采用單管法、雙管法及三管法，多種方式、多種設(shè)備組合可以滿足不同軟基路面的需求，當(dāng)水泥漿在土層中與土體混合后就可以將軟基路面變?yōu)樗嗉庸腆w。這種技術(shù)能夠滿足各種軟基路面的施工，但是工程成本較高且容易造成環(huán)境污染，不適合在居民區(qū)、耕地周圍使用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)公路路基路面施工中的軟基處理已經(jīng)具備了多種技術(shù)方案，解決軟基路面施工對(duì)于我國(guó)交通建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著非常重要的作用，相關(guān)設(shè)計(jì)人員與施工人員應(yīng)該全面了解各項(xiàng)施工技術(shù)及軟基路面的特點(diǎn)，從而為我國(guó)公路工程軟基處理提供全面、規(guī)范、高效的處理方案。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]蘇偉.公路軟土地基處理技術(shù)和質(zhì)量管控策略[J].交通世界，2019（Z1）：58-59.

[2]刁寵基.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（2）：182-183.

[3]陳永藝.公路軟基的處理方式與路基填筑施工技術(shù)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（8）：166.