公路路基路面設計中的 軟基處理分析

趙順

公路是重要的交通運輸設施，而路基路面是公路的基礎，路基路面的設計質量對公路質量有著重要影響，也與交通安全及社會發(fā)展息息相關，軟基作為一種比較特殊的路基如果處理不當，就會嚴重影響路基路面質量。本文簡述了軟土地基特征及處理意義、公路路基路面設計中軟基處理存在的不足，分析了公路路基路面設計中的軟基處理技術，并對公路路基路面設計中的軟基處理對策進行了分析，希望可以為提高公路建設質量提供一些參考。

軟土是指土的強度較低，包括軟粘性土、淤泥、泥炭等不同類型，在建設公路過程中不可避免地會遇見軟土，尤其是濱海平原、盆地周圍等地區(qū)，這些地區(qū)迫切需要公路交通設施，但在修筑橋梁、路基、通道時通常會遇到軟土，處理不當極易造成路基滑移、路面不平等危害，一定要合理應用處理技術保障路基路面的穩(wěn)定性，進而保障交通安全及生命安全。

一、軟土地基及軟土地基處理存在的不足

1.軟土地基特征及處理意義

不同年代及不同成因的軟土有著不同的性質，但其基本物理性質是接近的，主要包括以下幾點：一是含水量較高，軟土由粘土粒和粉土粒組合而成，其所含的礦物質為蒙脫石和伊利石，晶粒比較細并且?guī)ж撾姾?，當其與陽離子作用時就會吸附于表面形成水膜，含水量較高。二是透水性差，固結速度較慢，而且當有機質較多時極易產生氣泡造成堵塞降低其滲透性。三是壓縮性較高，天然狀態(tài)軟土有正常固結、超固結、欠固結等不同狀態(tài)，如果是超固結狀態(tài)土，應力低于前期固結壓力時就會降低地基沉降率。四是流動性較強，由于軟土受到剪應力作用會在一定程度上產生變形，進而降低了抗剪強度。在公路建設過程中保障地基質量是降低工程事故的關鍵，而軟基處理是否得當關系著地基質量，因此要合理利用換填、擠密、膠結等方法做好軟基處理，提高地基抗剪能力、降低地基壓縮性、提高地基透水性等，為提升公路建設質量奠定堅實基礎。

2.公路路基路面設計中軟基處理存在的不足

主要體現在以下幾個方面：一是軟基處理意識有待提高，軟土是一種常見地質，設計人員在進行路基路面設計時需要做好現場調查工作，但這通常是設計人員忽視的問題，致使設計方案與現場實際地質不符，造成路基結構失穩(wěn)現象的發(fā)生，并且經濟的發(fā)展加大了公路運輸負擔，如果未重視軟基處理的監(jiān)管，不僅影響公路使用壽命也極易造成交通安全隱患。二是施工機械落后影響軟土地基處理質量，雖然我國的施工機械在不斷的發(fā)展甚至形成許多系列化產品，但仍與建設需求存在差距，而落后的機械設備難以保障良好的施工質量，例如：在進行深層攪拌時就需要先進的機械保障其加固效果。三是軟基處理方法不合理，建筑業(yè)的發(fā)展使得道路工程建設經驗在不斷增加，換填回填等軟土處理經驗也被廣泛應用于軟基處理，但道路等級越高其路基要求也會越高，如果在處理軟基時不考慮行車荷載等因素極易影響公路安全性，目前我國公路建設中軟基處理大多還沿襲傳統(tǒng)的處理經驗，缺乏工藝優(yōu)化和方法創(chuàng)新等，以至于公路使用越久問題暴露的越多。四是相關人員的能力及素質有待提升，尤其是施工人員，軟基處理技術要求較高，既需要施工人員有一定經驗也需要有專業(yè)的技術，但目前很多施工人員甚至連基本的軟基處理概念都沒有，也缺乏專業(yè)知識培訓，致使難以詳細、熟練的進行操作。

二、公路路基路面設計中的軟基處理技術

1.表層處理技術及深層軟基處理技術

在進行軟土地基處理時要做好表層排水工作，施工前要挖掘地表溝槽排除地表水，降低土壤含水量，在清除路基上的軟土后要鋪上砂墊層，用以排除路基中的積水，合理利用敷墊材料提高軟土的承載力?；蛘卟扇√砑觿┓ㄟM行處理，當表層為粘土時加入石灰、水泥等添加劑，可以提高軟土地基的強度，增強填土穩(wěn)定固結效果。也可以采取土工織物法進行處理，其原則是編織土工布將其鋪設于軟基表面，增加軟基穩(wěn)定性，土工織物具有重量輕、連續(xù)性好、耐腐蝕等優(yōu)點，在攤鋪土工織物時要拉直平順，不得出現扭曲、重疊現象。在進行深層軟基處理時，可以采取以下幾種方法:一是強夯法，主要應用于地質分層均勻，軟土固結的地基，通過夯實處理后能夠使地基沉降更加均勻，提高路基的穩(wěn)定性。二是深層攪拌法，主要應用于含水量較高的地基，利用機械設備將固化劑與地基土進行攪拌形成增強體，提高地基承載力。三是振沖碎石樁法，主要應用于過渡路段軟基處理，振沖碎石樁法是利用振沖器在軟基中打出孔填入碎石料形成碎石樁體，充分發(fā)揮其支撐作用，而且碎石樁具有排水通道可以進行排水固結。四是聯合處理法，結合實際工程需求，將不同處理方法聯合應用，更好地發(fā)揮出加固作用。

2.拋石擠淤技術及換填技術

拋石擠淤技術常應用于路基位于藕田等淤泥較深的區(qū)域，在此區(qū)域拋填大塊石塊以及不易被軟化的小石塊，合理控制拋填高度，將其鋪平后進行振動壓實，壓實至無淤泥擠出為止，拋填深度過高時要采取分層壓實技術，整段都處理完后要鋪設碎石進行土方填筑。利用拋石擠淤技術能夠使路基底部的結構更加堅固，石塊間嵌的越緊荷載能力越強。對于難以自流干水的區(qū)域要采取敷設盲溝技術，降低土體水位，利用矩形盲溝或者梯形盲溝排出大量水分。對于一般路段在進行換填時，首先要挖掘濕土，其次鋪設片石進行填充，最后進行碾壓，并檢測沉降率，如果不符合要求需要再次壓實，如果碾壓時出現翻漿要及時停止碾壓，找出原因進行解決?；蛘咴谕诰驖裢梁罄媒ㄖM行填充，并不斷碾壓提高密實度，出現翻漿時立即停止，整個步驟要控制含水量，路基含水量過高則需蒸發(fā)一些水分后再施工。

3.軟土路基加固技術

路基加固是公路路基路面施工的重要程序，軟土路基加固技術包括以下幾種:一是反壓護道法，主要應用于軟土較厚路堤限高的區(qū)域，在路堤兩側填筑護道平衡淤泥產生的脹力，在施工過程中盡量保證護道與路堤同時填筑，反壓護道法施工工藝相對簡單，但施工用地較大。二是噴粉樁加固處理法，利用噴射攪拌機將水泥噴入地基深部，并利用攪拌機攪拌加固料與軟土形成高穩(wěn)定性樁體，實現加固目的。噴粉樁通常是由固化劑形成的土樁，無法加入粗石骨料，也無法通過配置鋼筋提高承載力，因此只考慮豎直荷載。由于噴粉樁的截面強度不均勻，外邊緣的強度較強，在施工過程中要進行空桿復鉆操作，提高混合土的均勻性。噴粉樁處理技術具有工藝合理、成本低、無噪音、對環(huán)境無污染等優(yōu)勢，不僅能夠加固軟土地基，增強其承載力提高基礎地耐力，也能夠加固軟土邊坡，緩解邊坡穩(wěn)定性不足問題。另外，利用水泥制作的噴粉樁也可用于基坑施工中，將原位土變得更加密實，降低滲透系數，切斷地下水的滲透，既能降低對環(huán)境的危害，也能使基坑排水變得更簡便。三是加載法，利用加載法提高地基強度，如填土加載法，通過填土提高地基總壓力，在應用填土加載法時重點關注地基穩(wěn)定狀態(tài)。真空預壓法也是一種加載法，在地基表面鋪砂并進行覆蓋形成不透水膜，利用大氣壓進行加載固結。

4.復合地基技術與排水預壓技術

復合地基技術主要包括以下幾種:一是泡沫混凝土法，由于泡沫混凝土的濕容重較低，在進行回填時可以選取泡沫混凝土，而且其具有較強的粘結性可以提高路堤邊坡穩(wěn)固性。其優(yōu)點是防水性較強，并且施工簡單能夠降低對環(huán)境的影響。二是粒料樁法，簡單來講就是利用水平振動設備將粘性土基鉆出孔，填入砂袋、碎石等振密成樁形成復合地基，此種方法加固期短，可以連續(xù)加載施工縮短工期。三是高壓旋噴注漿法，利用設備將注漿管放入固定位置，用漿液高壓流沖切水體，噴射時要不斷旋轉進行旋噴形成增強體，提高地基承載力，比較常用的有單管法、三重管法，此種方法適用于淤泥質土、粉土、砂土等地基，涉及材料涵蓋高壓泵、泥漿泵、注漿管、流量管、注漿機等，需要經過試驗明確適用性。塑料板排水法是一種重要的排水固結技術，利用塑料板排水預壓提高承載力，實現軟土地基的加固，此種方法具有施工簡單、成本低、性能好等優(yōu)勢，適用于土基松軟地段。

三、公路路基路面設計中的軟基處理對策

1.重視地質勘測及測繪，強化控制要點的設計

軟土地基容易造成公路滑塌現象的發(fā)生，在進行路基路面設計時首先需要重視前期地質勘測與測繪，調查施工地段的土壤結構、地質水平，并根據地區(qū)位置進行分別勘測測繪，尤其是周圍的水資源分布、山巖分布情況，要針對地表水、地下水等開展綜合分析，避免含水量超標造成路基安全隱患。其次要強化軟基處理方案的論證，合理應用BIM 技術等進行模擬驗證，保障方案的可行性及科學性，在論證過程中要將技術性、時間進度等都考慮其中，并結合勘察資料優(yōu)化處理流程形成規(guī)范化設計報告，為高效的軟基處理奠定基礎。最后要做好控制要點的設計，主要包括三個方面：一是石灰原料的處理，石灰是重要的填筑原料，進行軟基處理時，首要先做好石灰的消解工作，否則在遇到雨水天氣時極易造成路基膨脹現象，影響路面平整度。而且石灰非常容易受潮，也要做好儲存，需要對其進行覆蓋，儲存時間不得過長以免降低石灰的鎂和鈣含量，影響石灰原料指標。二是過濕土含水量的控制，過濕土含水量過高會嚴重影響公路路基的穩(wěn)定性，因此，在進行施工前需要先進行過濕土的翻曬及粉碎工作，合理控制過濕土含水量，然后再進行回填施工。三是填筑土厚度控制，填筑施工作業(yè)是軟基處理的必備操作，想要保障填筑質量，就要做好填筑土厚度的控制工作，否則厚度不符合要求會影響碾壓及整平工作，并且會在一定程度上降低路基穩(wěn)定性，甚至會造成返工情況。

2.合理應用軟基處理方法

在進行軟基處理時，不同區(qū)域的軟基要選擇不同的處理方法，對于路塹處的軟基要先挖除路槽濕土加入一定生石灰，翻轉攪拌后進行悶料操作，完成悶料后再加入生石灰，重復翻轉攪拌、悶料操作，經過合理的周期使?jié)裢僚c生石灰完全溶解。即使土壤含水量均勻也要用挖掘機將其鋪灑在路槽中，加入生石灰進行翻轉攪拌、粉碎，以此保障路塹土壤顆粒符合使用標準。對于路堤處的軟基要分層處理，在鋪土壤前需要壓實底層，每層都要翻曬及粉碎，當其符合標準后才可以開始下道工序，在壓實過程中要保障均勻度、密實度指標達到要求。對于路基邊坡要做好保護措施，避免由于雨水造成邊坡沖毀情況的發(fā)生，完成路基施工后利用保護布進行遮蓋，在最大程度上降低雨水對路基造成的影響。

四、結語

綜上，我國的公路建設過程中路基路面設計還存在較多不足之處，尤其是軟土地基處理不當引發(fā)的諸多問題，為了提高公路建設質量，就需要設計人員重視地質勘測及測繪，強化控制要點的設計，并合理應用表層處理技術、深層軟基處理技術、拋石擠淤技術、換填技術、軟土路基加固技術、復合地基技術、排水預壓技術等，科學處理軟土地基，在最大程度上避免由于軟土路基問題造成公路不穩(wěn)定現象的發(fā)生。