軟土路基在公路施工中的技術(shù)處理分析

王靜

（天水市麥積區(qū)交通運(yùn)輸事務(wù)服務(wù)中心、天水市麥積區(qū)交通運(yùn)輸局，甘肅天水 741020）

0 引言

公路作為評(píng)判一個(gè)城市乃至一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和人民幸福感的重要標(biāo)準(zhǔn)，是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。

在公路施工中，路基作為基礎(chǔ)性組成部分，是決定公路承壓能力和形變能力的主要依據(jù)，對(duì)于整條公路的質(zhì)量和耐用程度起著決定性作用。因此，在公路施工前，往往要對(duì)當(dāng)?shù)睾脱赝镜牡匦巍⒌貏?shì)、地貌進(jìn)行勘測(cè)和分析，在此基礎(chǔ)上決定路基施工的方案。軟土路基作為特殊類型的路基，給施工帶來較大的難度和挑戰(zhàn)，需要技術(shù)人員和施工人員綜合考慮多方面因素后，再選取具體的施工方案。

1 軟土路基的成因

軟土路基作為一種特殊的路基，復(fù)雜程度高、施工難度大。為了保證公路的穩(wěn)定性和抗壓性，技術(shù)人員必須深入掌握軟土路基的成因，提前分析路基形態(tài)。路基干濕狀態(tài)是路基強(qiáng)度的決定性因素，含水量多少則是路基干濕狀態(tài)的決定性因素。軟土路基往往是路面寬度大、路基低排水設(shè)施出現(xiàn)紕漏等原因造成。當(dāng)雨水、生活用水、工業(yè)廢水等水源向路基內(nèi)滲透并且導(dǎo)致地下水上漲，路基將長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)甚至被浸泡。一段時(shí)間后，原有路基逐步轉(zhuǎn)化為軟土路基[1]。

2 軟土路基的形變特點(diǎn)

軟土路基的形變特點(diǎn)主要包括三個(gè)方面。

2.1 形變程度大

軟土路基的主要組成成分為淤泥或者淤質(zhì)土，含水量豐富且難以實(shí)現(xiàn)自流，從而導(dǎo)致路基在受到外界壓力時(shí)產(chǎn)生較大的形變。

2.2 壓縮穩(wěn)定路基耗時(shí)久

軟土路基黏粒占比較高、空隙微小，空隙中殘留的水分難以流動(dòng)、透水性較差。因此，軟土路基水分飽和后，即使受到外力壓縮，水分流動(dòng)速度仍然較慢。

2.3 側(cè)向形變明顯

軟土路基由于其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，在遭受同等壓力的情況下，側(cè)向形變與豎向形變的比值往往比一般路基大。

3 處理軟土路基的意義

由于軟土路基含水量豐富、形變能力突出、承載能力薄弱的特點(diǎn)，在施工中往往容易遇到許多問題，是公路施工的重難點(diǎn)，也是決定公路成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在處理軟土路基時(shí)，如果出現(xiàn)疏忽、紕漏，并且沒有得到及時(shí)補(bǔ)救、更正，將導(dǎo)致公路在投入營(yíng)運(yùn)后產(chǎn)生路面沉降、路面開裂等影響安全的重大問題。因此，只有重視軟土路基的處理問題，清晰把握軟土路基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不斷改進(jìn)處理軟土路基的施工技術(shù)，才能夠保證公路建設(shè)的質(zhì)量、提高公路的使用壽命、增強(qiáng)公路的安全性和穩(wěn)定性。

4 處理軟土路基的常見問題

4.1 軟土路基施工過程中

在軟土路基施工中，建設(shè)堤土?xí)r可能由于地形、天氣等因素的變化出現(xiàn)路堤滑坡，從而導(dǎo)致對(duì)原有工程的嚴(yán)重破壞。如果這種情況頻繁發(fā)生，將對(duì)公路施工進(jìn)度產(chǎn)生十分嚴(yán)重的滯緩影響，并且可能影響公路的整體質(zhì)量。產(chǎn)生這種情況的原因仍然在于軟土路基本身的特點(diǎn)：含水量豐富、承載能力弱、凝固速度慢、土層強(qiáng)度低。

因此，在路基施工中往往存在工程進(jìn)度和工程質(zhì)量的矛盾，難以實(shí)現(xiàn)兩者兼顧。這需要設(shè)計(jì)人員綜合考慮短期時(shí)效和長(zhǎng)遠(yuǎn)效果的影響，制定相應(yīng)的施工方案，努力實(shí)現(xiàn)公路利用的最大化[2]。

4.2 軟土路基施工完成后

軟土路基施工完成后涉及一系列問題，如路面恢復(fù)、路基維護(hù)、路基沉降等。在路基填土完成后，由于缺乏充分沉淀和混合，往往出現(xiàn)多種沉降問題，嚴(yán)重時(shí)可能破壞公路的整體形態(tài)。如果軟土路基方案設(shè)計(jì)本身存在問題，沉降比例不符合標(biāo)準(zhǔn)，則可能需要重新施工。如果公路的各種材料或者結(jié)構(gòu)的接合處缺乏穩(wěn)定性，則需要后期進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救。另外，路基高度可能存在過低或過高的情況，將對(duì)公路的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生負(fù)面影響，應(yīng)該在施工后加以確認(rèn)和驗(yàn)證。

5 軟土路基處理技術(shù)現(xiàn)狀

總體而言，目前處理軟土路基的技術(shù)較為完善，經(jīng)驗(yàn)較為豐富，工藝較為多樣。例如，已經(jīng)熟練掌握了深層攪拌、強(qiáng)夯法、土樁法（灰土樁法、粉煤灰樁法、石灰樁法、砂樁法）、爆破法、碎石樁法、水泥粉煤灰擊石柱法、粉噴樁法、旋噴樁法、豎向排水法、加鋪土工織物等施工方法。在具體操作中，在軟土路基施工時(shí)使用頻率最高的是砂墊法（袋裝砂土工織物或塑料排水板）。主要原因在于這種方法突出的經(jīng)濟(jì)效益、進(jìn)度效益、社會(huì)效益。通過砂墊法，公路路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性能夠得到有效保障，公路施工的進(jìn)度和效率也較快。綜合看來，砂墊法是合理有效的施工方案和技術(shù)措施。

目前，在處理軟土路基前，應(yīng)該由專家和設(shè)計(jì)人員共同設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的施工方案，統(tǒng)籌考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際地況、路基特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平、投資環(huán)境、生態(tài)保護(hù)、材料供給等具體因素。在處理軟土路基過程中，應(yīng)該嚴(yán)格落實(shí)施工方案，根據(jù)具體情況進(jìn)行及時(shí)、靈活的調(diào)整，盡量節(jié)約材料，貫徹就地取材、因地制宜的原則。在完善以上環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，處理軟土路基的工藝和技術(shù)將更加成熟。

6 處理軟土路基的施工技術(shù)

6.1 換填法

顧名思義，換填法指的是將路基的軟土層選擇性（部分或全部）挖出，轉(zhuǎn)而使用承載力大、穩(wěn)定性好、耐腐蝕性強(qiáng)、滲水性（透水性）較好的土層或者材料（如粗砂、礫石、卵石、石灰土、煤渣、礦渣等）進(jìn)行填充，然后利用人力或機(jī)械壓實(shí)。使用換填法的前提條件一般是軟土層厚度較薄（2～3m 左右），在達(dá)到良好效果的同時(shí)，盡量節(jié)約人力、物力、財(cái)力。如果軟土層厚度過大還使用換填法，一方面會(huì)推遲工期、降低效率，另一方面會(huì)影響效果、收支失調(diào)[3]。

6.2 砂墊法

砂墊法指的是利用粗砂對(duì)軟土路基進(jìn)行填充，從而增強(qiáng)軟土路基的排水能力。在使用砂墊法前，技術(shù)人員應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)量和繪制出砂墊層的范圍，計(jì)算軟土路基的沉降量后再進(jìn)行灌注。并且，選取粗砂的粒徑應(yīng)該小于0.074mm，使用粗砂的占比不得超過15%。在使用砂墊法時(shí)，為了避免軟土路基出現(xiàn)沉降的情況，可以在邊界堆放砂袋、充當(dāng)?shù)虊?。一方面，砂袋的高度?yīng)該控制在合理范圍內(nèi)。另一方面，砂墊層的厚度需要控制在合理的松鋪系數(shù)（1.10 左右）內(nèi)。

6.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法指的是公路施工時(shí)在軟土路基中設(shè)置砂井、進(jìn)行垂直排水的方法。在公路施工前，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)路基結(jié)構(gòu)和性質(zhì)確立科學(xué)合理的砂井模式，利用路基質(zhì)量實(shí)現(xiàn)分級(jí)加載、提高軟土路基的穩(wěn)定性，從而提高排水效率和排水流量、將軟土路基空隙中的水分盡量排出，促進(jìn)軟土路基固結(jié)。排水固結(jié)法的適用對(duì)象為含水量飽和的軟黏土層路基。排水固結(jié)法的原理在于縮小孔隙體積，實(shí)現(xiàn)軟土路基的形變和凝固，超靜水壓力消失，有效應(yīng)力提高，增強(qiáng)軟土路基強(qiáng)度。通過排水固結(jié)法，軟土路基能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)形變和沉降，優(yōu)化和增強(qiáng)路基的強(qiáng)度[4]。

6.4 加固路基法

加固路基法指的是借助打入高強(qiáng)度、高韌性的拉力鋼筋、受力杠桿部件、土工聚合物等材料的手段，提升路基的整體強(qiáng)度，增強(qiáng)路基抵抗形變、沉降能力的方法。加固路基法主要包括加筋軟土路基、添加土釘墻、添加土釘、添加土層錨桿、添加土工化合物以及樹根樁法。

6.5 深層密實(shí)法

深層密實(shí)法指的是通過振動(dòng)、夯擊、爆破、擠壓、加入高抗剪強(qiáng)度材料等方法，對(duì)軟土路基進(jìn)行振密和擠密，達(dá)到加固軟土路基的效果。這一方法的適用對(duì)象主要是厚度較大（大于3m）、分布面積廣闊的軟土路基。深層密實(shí)法的原理在于利用振動(dòng)、擠壓的壓力，達(dá)到緊實(shí)、固結(jié)軟土地層的效果后，再加入高抗剪強(qiáng)度材料置換部分軟土層（氣相、液相、固相），形成復(fù)合路基，從而實(shí)現(xiàn)路基抗剪強(qiáng)度的整體提高。深層密實(shí)法包括強(qiáng)夯法、土樁法（灰土樁法、粉煤灰樁法、石灰樁法、砂樁法）、爆破法、碎石樁法、水泥粉煤灰擊石柱法、粉噴樁法、旋噴樁法等。代表方法為強(qiáng)夯法、水泥粉煤灰擊石柱法、粉噴樁法、碎石樁法等。

6.6 拋石擠淤法

拋石擠淤法指的是通過向軟土路基底部投入大量石塊，從而將軟土路基的淤泥從底部擠出的方法。拋石擠淤法的適用對(duì)象通常為軟土厚度較薄、表面缺少硬塊的路基，如魚塘或常年積水的洼地等。在實(shí)施拋石擠淤法時(shí)，應(yīng)該選取大小適中、數(shù)量適宜的石塊，填充至合理高度。如果在施工中，出現(xiàn)積水現(xiàn)象，應(yīng)該利用排水溝將積水及時(shí)排出，或者利用水泵將積水及時(shí)抽出。并且，技術(shù)人員應(yīng)該指導(dǎo)施工人員利用機(jī)械設(shè)備去除中間上部3m 左右的軟土，將土層轉(zhuǎn)運(yùn)到規(guī)定的處理場(chǎng)所，防止出現(xiàn)積水，提前做好準(zhǔn)備。

6.7 重錘夯實(shí)法

重錘夯實(shí)法指的是利用吊裝機(jī)械錘反復(fù)砸擊地面，實(shí)現(xiàn)夯實(shí)路基效果的方法。重錘夯實(shí)法的適用對(duì)象為工程量偏大、軟土厚度較大、分布范圍較廣的軟土路基。重錘夯實(shí)法的原理在于通過向軟土層重復(fù)施加壓力，并且讓壓力向周圍、下層有效傳遞，達(dá)到壓縮公路路基、增強(qiáng)軟土路基強(qiáng)度和承壓能力的效果。在實(shí)施重錘夯實(shí)法時(shí)，應(yīng)該選取合適的機(jī)械設(shè)備。根據(jù)路基實(shí)況，選擇恰當(dāng)?shù)腻N狀工具，根據(jù)機(jī)械配備情況，調(diào)動(dòng)恰當(dāng)數(shù)量的機(jī)械。

6.8 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法指的是利用來自日本的加固軟土體技術(shù)對(duì)路基進(jìn)行高壓噴射注漿，提高路基承壓能力和抗形變能力。高壓噴射注漿法的基礎(chǔ)是化學(xué)注漿技術(shù)，在我國(guó)發(fā)展時(shí)間較短、提升空間較大。即使目前高壓噴射注漿法在我國(guó)的運(yùn)用范圍較小，但仍不失為軟土路基施工技術(shù)未來研究的重要方向。

公路軟土路基處理的主要施工方法，是每一位施工人員和技術(shù)人員應(yīng)該熟練掌握的技術(shù)。公路對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民幸福生活具有深刻影響，是城市、鄉(xiāng)村繁榮程度和發(fā)展程度的重要標(biāo)志。但是，近年來，我國(guó)公路施工和公路運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)了一些事故，導(dǎo)致了難以估計(jì)、不可挽回的損失和后果。為了保障人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，在公路施工中必須綜合考慮多種因素，盡量減少對(duì)人民日常生活的影響和干擾。在公路施工完成后，必須做好后期檢查和維修工作，確保公路使用過程中的安全。安全在線檢測(cè)技術(shù)作為新時(shí)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，對(duì)于保障公路安全、方便出行具有重要意義。如果能利用好安全在線檢測(cè)技術(shù)，我國(guó)在軟土地路基施工技術(shù)領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)極大突破，施工問題解決的效率將得到極大提高。安全在線檢測(cè)技術(shù)還能為工作人員提供更加便利、舒適的工作環(huán)境，減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)和工作壓力，提高公路施工和檢測(cè)人員的工作積極性。為了保證我國(guó)公路建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展，公路建設(shè)相關(guān)人員應(yīng)該齊心協(xié)力，共同探討疑難問題，突破技術(shù)尖端[5]。

軟土路基的施工處理技術(shù)作為我國(guó)公路建設(shè)長(zhǎng)期發(fā)展的成果，對(duì)于我國(guó)公路未來發(fā)展需要深刻影響。在軟土路基施工過程中，可能遇到一系列新型問題，需要技術(shù)人員持續(xù)共同擊破。目前來看，我國(guó)軟土路基施工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較為成熟的水平，但是仍然存在缺乏合作、缺少頂尖人才等問題。要實(shí)現(xiàn)軟土路基的光明前景，必須打破技術(shù)和信息壁壘，攻克我國(guó)軟土路基的短板和弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全面、多向發(fā)展，為我國(guó)公路建設(shè)提供重要支撐。

7 結(jié)語

綜上所述，軟土路基的處理技術(shù)是我國(guó)公路建設(shè)和施工的核心技術(shù)，是公路施工的重難點(diǎn)和決定成敗環(huán)節(jié)。為了保證公路建設(shè)的質(zhì)量、提高公路的使用壽命、增強(qiáng)公路的安全性和穩(wěn)定性，技術(shù)人員和施工人員必須重視軟土路基的處理問題，清晰把握軟土路基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不斷改進(jìn)處理軟土路基的施工技術(shù)。同時(shí)，技術(shù)人員和施工人員還應(yīng)該根據(jù)具體情況，采取恰當(dāng)?shù)氖┕し椒?，選取合適的填充材料，將誤差控制在安全范圍內(nèi)，提高軟土路基的質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)公路建設(shè)走向更加繁榮的未來。