道路路基路面設(shè)計(jì)中軟基處理的方法探究

劉陽

［摘 要］自改革開放以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都在為滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活需要不斷優(yōu)化和更新。道路建設(shè)是影響人們?nèi)粘Ｉ畹闹攸c(diǎn)項(xiàng)目，也代表著城市發(fā)展的狀態(tài)。隨著城市人口增多，城市化建設(shè)速度加快，道路的覆蓋規(guī)模越來越大，建設(shè)難度逐年攀升。在道路建設(shè)過程中，路面質(zhì)量受到多種因素的影響，應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)計(jì)的專業(yè)性。軟基的處理影響著整個(gè)地基的穩(wěn)定和質(zhì)量，需要在道路路基路面設(shè)計(jì)中予以重點(diǎn)關(guān)注。軟土是一種不良基土，如果處理不當(dāng)就會(huì)使路基出現(xiàn)沉降和壓縮等問題，所以應(yīng)該在多個(gè)方面提升軟基處理水平，保證為后續(xù)的地基建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］路基路面；軟基；處理方法

［中圖分類號(hào)］TU99文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

公路工程是影響城市經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵因素，也是事關(guān)人們出行的基礎(chǔ)建設(shè)，近些年公路問題得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此需要對(duì)路基路面設(shè)計(jì)中的軟基進(jìn)行科學(xué)處理，保障地基路面的穩(wěn)定性和質(zhì)量。尤其是軟基的透水性較差，沉降不均勻等問題，都會(huì)對(duì)公路質(zhì)量造成不同程度的影響。因此，要針對(duì)軟基的特點(diǎn)結(jié)合建設(shè)原則，做好路面路基設(shè)計(jì)，利用多種軟基處理技術(shù)做好基本工作，保證建設(shè)質(zhì)量，避免路基質(zhì)量問題影響后續(xù)的施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。

1 軟土的工程特點(diǎn)及危害

1.1 軟土的工程特點(diǎn)

軟土大多數(shù)分布在湖海河的沿岸地域，分為海相和湖沼相，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，軟土可分為多種形式。但是一般軟土?xí)薪跸嗤墓残裕旱谝?，天然含水量較高，軟土含水量會(huì)在35％以上；第二，天然孔隙比要比其他孔縫大；第三，因?yàn)檐浲林泻枯^大，所以土質(zhì)空隙較大，這也是軟土地基在施工過程中更容易出現(xiàn)塌陷的原因；第四，抗剪強(qiáng)度低；第五，軟土地基的透水性較差，這是因?yàn)槔锩婧休^多的水分，增加了地面塌陷等安全事故發(fā)生的概率；第六，觸變性，軟土原狀土的外部結(jié)構(gòu)受到破壞后在一定程度上就會(huì)使內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等牽連問題，影響道路安全；第七，不均勻性，因?yàn)檐浲恋鼗耐临|(zhì)與其他地基存在較大的差別，所以在公路建設(shè)之后，不同地段的地基承載能力有明顯的區(qū)別，如果不加以處理會(huì)出現(xiàn)不均勻的沉降現(xiàn)象［1］。

1.2 軟土地基的危害

因?yàn)檐浲恋鼗兄鴺O特殊的性質(zhì)，路面設(shè)計(jì)師需要在施工過程中予以重點(diǎn)關(guān)注，根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的處理對(duì)策，避免造成更嚴(yán)重的后果。如果軟土地基沒有處理好，不僅會(huì)影響道路建設(shè)的進(jìn)度，在后期的投入使用過程中也會(huì)出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問題，影響道路整體使用體驗(yàn)，還增加了后續(xù)道路的維護(hù)和養(yǎng)護(hù)成本。軟土地基要比普通的道路承載能力弱，會(huì)降低周圍路段整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，不管是在施工過程中，還是在后期的道路使用中，受到外力的影響極其明顯，如果沒有進(jìn)行科學(xué)處理，會(huì)瓦解道路路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)支撐的穩(wěn)定性，增加道路安全風(fēng)險(xiǎn)，在軟土地基路面發(fā)生沉降現(xiàn)象的概率會(huì)逐漸上升。這是因?yàn)檐浲恋鼗哂袎嚎s性的特點(diǎn)，使道路在建設(shè)過程中或者后期使用中會(huì)因?yàn)橥饨缭颍畿囕v負(fù)荷過大導(dǎo)致地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到影響，出現(xiàn)不規(guī)則沉降的情況，甚至?xí)?dǎo)致一系列的裂縫和其他道路病害。除此之外，道路路面上出現(xiàn)不規(guī)則沉降后，道路的結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉降，使行車中出現(xiàn)橋頭跳車的現(xiàn)象，不僅會(huì)影響道路平整度，重要的是會(huì)降低司機(jī)的使用感，甚至造成嚴(yán)重的交通事故，所以必須做好軟土路基的路面設(shè)計(jì)，提高其穩(wěn)定性。

2 軟土路基設(shè)計(jì)中軟基處理的常見方法

想要做好軟土地基的質(zhì)量控制，必須在工程開始前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路段進(jìn)行地質(zhì)條件和水文條件的全面勘察，包括周邊環(huán)境的氣候特點(diǎn)等。尤其是對(duì)軟土的成因、分布的范圍、深度和厚度進(jìn)行勘察，根據(jù)軟土的物理力學(xué)特征以及其承載力、腐蝕性等，做好對(duì)軟基的細(xì)致分析，為后續(xù)的道路設(shè)計(jì)奠定良好的數(shù)據(jù)支撐［2］。將全部的信息分析綜合之后通過路基穩(wěn)定驗(yàn)算，以安全性和經(jīng)濟(jì)性為前提選擇合理的軟基處理方法。在當(dāng)前公路施工中，對(duì)軟基進(jìn)行處理常用方法有以下幾種，首先是通過外力作用對(duì)軟土內(nèi)部的水分進(jìn)行擠壓排出，縮短土體內(nèi)的空隙，通過對(duì)土體內(nèi)的顆粒進(jìn)行擠壓來提高軟基的承載力，方法有排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法和置換法等。其次，通過利用化學(xué)材料將軟土地基內(nèi)部的土體顆粒融合到一起，進(jìn)而提高地基強(qiáng)度，避免受到外力影響發(fā)生變形和沉降，在一定程度上提高地基的承載力，使用這種方法的一般有水泥攪拌樁法和旋噴樁法。第三，通過外力荷載改善地基表面，保證平面平整穩(wěn)定，一般包括墊層法、反壓護(hù)道法。最后，利用自重輕的路基填料，控制影響地基的外力荷載，進(jìn)而達(dá)到保證陸地穩(wěn)定的目的，這種方法一般有泡沫砼法。

2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是向軟土地基中放置沙井或者塑料排水帶等豎向排水體，通過多種方式實(shí)施預(yù)壓荷載，擠壓排出土體內(nèi)部的水分，使其逐漸固結(jié)，提高土體強(qiáng)度（如圖1）。這種方法在理論上較為成熟，同時(shí)對(duì)施工環(huán)境和設(shè)備的要求相對(duì)較低，因此在當(dāng)前的軟基處理過程中被廣泛應(yīng)用，尤其是針對(duì)飽和軟土層的效果更佳，而在泥炭土的處理中要慎重使用此方法。在排水固結(jié)法應(yīng)用的過程中，預(yù)壓荷載是其中重要的部分，通過預(yù)壓荷載排除土體顆粒間的水分。預(yù)壓的方式一般會(huì)使用分級(jí)壓荷，每級(jí)壓荷的穩(wěn)定性要根據(jù)前一級(jí)預(yù)壓后的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。為了保證固結(jié)速度，會(huì)使用堆載預(yù)壓和砂粒墊層及砂井結(jié)合的方式處理軟土地基。通過多種方式結(jié)合，提高軟土地基排水固結(jié)的速度，進(jìn)而提升其承載能力，緩解地基土質(zhì)沉降現(xiàn)象，提高后期公路使用的體驗(yàn)感和舒適度，延長(zhǎng)公路的使用壽命。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是利用外界重力作用到軟基土體使其加速固結(jié)的方法，一般會(huì)使用重錘在特定的高度下夯擊軟基土層。對(duì)于非飽和性的黏性土地基的處理，使用連續(xù)夯擊或者分遍間歇夯機(jī)的模式，這種方法成本較低、操作簡(jiǎn)單、使用范圍較廣，同時(shí)加固效果較為顯著，能夠在處理后使軟基獲得良好的承載能力，保證土粒結(jié)合密實(shí)，具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度［3］。

2.3 置換法

在道路軟基處理的過程中，置換法是應(yīng)用較為廣泛的方法之一，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)軟土地基的實(shí)際情況，如果其承載力和變形都滿足不了當(dāng)前的建設(shè)要求，同時(shí)土層深度不高就可以利用置換方法挖除路基內(nèi)部的土層，使用分層的方式反復(fù)壓實(shí)回填性能良好的巖土材料，保證其持層力。通過利用置換的方式，將上部荷載擴(kuò)散到下臥層地基下，提高地基承載能力及抗變形能力。通常情況下，置換厚度要在0.5～3 m之間。

2.4 堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法是利用砂石料等路基填筑材料在路基設(shè)計(jì)中指定的位置進(jìn)行堆載，使地基提前承重，促使其快速固結(jié)沉降，進(jìn)而達(dá)到提升路基穩(wěn)定性的目的，保證后續(xù)的施工順利開展（如圖2）。一方面在堆載期間要及時(shí)觀察地基沉降指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行荷載控制，再進(jìn)行后續(xù)施工。使用堆載預(yù)壓法降低軟基地段運(yùn)行期間的沉降量，一般會(huì)使用分層施加的方式控制加荷速率，避免在堆載的過程中出現(xiàn)荷載過大，損壞地基的現(xiàn)象。這種方法一般應(yīng)用于工期較長(zhǎng)的施工工程中。

2.5 軟土就地淺層固化法

軟土就地淺層固化法一般是利用化學(xué)藥劑（固化劑）放置到軟基中，使軟土地基受到固化劑的影響提高固化率，使原有的土體形成符合標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)軟土進(jìn)行專門處理的一種辦法。通過就地固化的方式有目的地優(yōu)化軟基土層的物理性質(zhì)，可以有效提高地基的牢固程度，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的置換法，不用換土和棄土，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。同時(shí)可將就地固化地基形成人工硬殼層，借助團(tuán)聚效應(yīng)為路基奠定穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.6 深層攪拌法

深層攪拌法是當(dāng)前軟基處理中應(yīng)用較為廣泛的方法，使用攪拌機(jī)翼片旋轉(zhuǎn)，將水泥等固化劑對(duì)需要固化的軟土進(jìn)行攪拌融合進(jìn)而達(dá)到加固的目的。這種攪拌方式一般適用于十字板抗剪強(qiáng)度不小于 10KPa 的軟土地基。深層攪拌的方式有著巨大的優(yōu)勢(shì)，施工方式操作簡(jiǎn)單、施工周期短。適用合適的攪拌方式對(duì)中間的水泥漿液或粉體進(jìn)行充分的攪拌，利用深層攪拌機(jī)等大型設(shè)備將配好的固化劑深入地基，使混合漿液和地基內(nèi)軟土進(jìn)行充分融合，形成水泥土樁體，構(gòu)成復(fù)合地基，提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，加強(qiáng)道路的使用性能。

2.7 墊層法和反壓護(hù)道法

墊層法是在原有的路基底面進(jìn)行清理后鋪設(shè)墊層，根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)厚度的墊層材料，使用的是性能較好的沙粒碎石等，在鋪設(shè)的過程中使用分層法對(duì)墊層分層壓實(shí)，結(jié)合土工格柵使軟基在路堤填筑時(shí)能夠均勻分擔(dān)著地基，起到加固的作用。反壓護(hù)道法是在路堤兩側(cè)填筑一定高度和寬度的護(hù)道，根據(jù)力學(xué)平衡原理，抵制路堤自重及外荷載作用下產(chǎn)生的滑動(dòng)力，以此提高路基的穩(wěn)定性。

2.8 泡沫混凝土的應(yīng)用

泡沫混凝土是當(dāng)前一種新型的輕質(zhì)路基材料，被公路施工單位廣泛應(yīng)用，這種建材在橋頭路基中的應(yīng)用較多。因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中分布大量氣泡，可以有效減輕自身重量，同時(shí)減少外界對(duì)軟基的荷載應(yīng)力?，F(xiàn)澆泡沫混凝土容量和強(qiáng)度能夠根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和施工方案的要求進(jìn)行調(diào)解。泡沫混凝土在進(jìn)行配比的過程中，技術(shù)人員要根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和流動(dòng)性等因素進(jìn)行合理控制，同時(shí)必須做好對(duì)泡沫混凝土的質(zhì)量試驗(yàn)，在施工之前對(duì)泡沫混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，保證其符合施工要求，從而提高其應(yīng)用價(jià)值［4］。

3 強(qiáng)化軟基處理的策略

3.1 明確流程，優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)軟基路段進(jìn)行處理，有著較為復(fù)雜的專業(yè)要求，因此設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，根據(jù)公路路基路面設(shè)計(jì)目標(biāo)保證設(shè)計(jì)的有效性，同時(shí)針對(duì)軟基處理流程進(jìn)行科學(xué)的控制。在對(duì)軟基處理的過程中，一般要遵循以下流程。

首先，做好前期調(diào)研，對(duì)整個(gè)路基路段的所有地質(zhì)情況和氣候環(huán)境進(jìn)行實(shí)際勘察，明確路基處理方案，選擇合適的軟基處理方式，根據(jù)不同路段作出針對(duì)性的處理，將工程質(zhì)量作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的首要目標(biāo)，滿足實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的需求，為施工方提供合理的指導(dǎo)。

其次，明確對(duì)軟基路段進(jìn)行處理的具體流程，要對(duì)石灰料進(jìn)行科學(xué)的處理，同時(shí)利用多種手段降低路基含水量，明確規(guī)定軟基填筑高度。軟基處理包括多個(gè)環(huán)節(jié)，必須明確規(guī)范每個(gè)環(huán)節(jié)中的技術(shù)參數(shù)和注意事項(xiàng)，嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)方案，保證施工質(zhì)量。

第三，專業(yè)人員、設(shè)計(jì)人員、施工方等多個(gè)參與方對(duì)軟基處理方案進(jìn)行可行性分析，利用BIM技術(shù)對(duì)軟基路段進(jìn)行建模分析，模擬軟基處理方案，通過對(duì)形成的數(shù)據(jù)或者3D模型進(jìn)行深入的分析和探討，及時(shí)找到設(shè)計(jì)方案中存在的不足并不斷完善和優(yōu)化，提高軟件處理方案的可行性，保證與施工現(xiàn)場(chǎng)的情況相契合。設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)軟基的特點(diǎn)，選擇合適的處理方案和方法，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工進(jìn)度等綜合分析，在保證工程質(zhì)量和成本的基礎(chǔ)上，確保施工方案能夠順利進(jìn)行。

最后，對(duì)整個(gè)處理流程的適應(yīng)性進(jìn)行深入的探討和分析，結(jié)合勘察資料和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，保證設(shè)計(jì)流程的科學(xué)性，同時(shí)出具設(shè)計(jì)報(bào)告，為后期的軟基處理奠定良好的數(shù)據(jù)支撐，提高軟基處理工作的質(zhì)量和效果［5］。

3.2 加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提升設(shè)計(jì)

軟基處理設(shè)計(jì)工作人員必須有較強(qiáng)的專業(yè)性和業(yè)務(wù)能力，可以針對(duì)地質(zhì)復(fù)雜的地帶進(jìn)行高水平的設(shè)計(jì)，保證處理方案的科學(xué)性。

首先，設(shè)計(jì)人員必須從自身做起，加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高綜合能力，熟悉各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在日常的工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)水平，綜合考量軟基路段，對(duì)處理流程進(jìn)行梳理，根據(jù)施工參與方提出的意見和要求，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和完善，保證設(shè)計(jì)工作的專業(yè)性。

其次，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中融入新的元素，不斷探索其他新型的設(shè)計(jì)技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，將新型的軟件處理材料工藝融入自己的設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)方案更加專業(yè)。

第三，要注重對(duì)處理方案的驗(yàn)證模擬，保證最大優(yōu)勢(shì)，確保軟基處理效果。在設(shè)計(jì)的過程中將理論和實(shí)踐相結(jié)合，各種技術(shù)參數(shù)都必須經(jīng)得起推敲，作為參考作用的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)該符合理論和實(shí)際應(yīng)用的要求，確保設(shè)計(jì)的有效性。

最后，施工單位必須提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)或者為其提供外出學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，提高其自身專業(yè)能力；加大考核力度，實(shí)施獎(jiǎng)懲機(jī)制，提高設(shè)計(jì)人員的工作積極性；將設(shè)計(jì)水平融入考核機(jī)制，提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。從而確保路基路面設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求，達(dá)到提高工程質(zhì)量的最終目的。

4 結(jié)語

公路建設(shè)的質(zhì)量受到多方面因素的影響，軟基就是其中關(guān)鍵的影響要素，需要根據(jù)其特點(diǎn)加強(qiáng)軟基設(shè)計(jì)工作的合理性，結(jié)合實(shí)際情況保證設(shè)計(jì)方案符合現(xiàn)實(shí)施工的要求，同時(shí)選擇合理的施工技術(shù)方案，有效提升軟基工作的質(zhì)量和水平，避免軟基設(shè)計(jì)不合理影響施工整體。當(dāng)前公路路基路面的處理方式一直在更新和完善，多樣的處理方式可以在一定程度上滿足施工建設(shè)的需求，為了行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)方向發(fā)展，需要在實(shí)際的施工中不斷對(duì)處理辦法進(jìn)行創(chuàng)新，切實(shí)提高設(shè)計(jì)水平，在源頭上保證地基質(zhì)量，保證公路性能。

參考文獻(xiàn)

［1］王英. 公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基的處理策略［J］. 磚瓦世界，2021（12）：208-209.

［2］昂劍鋒. 公路軟土地基處理方法［J］. 新材料·新裝飾，2023，5（2）：159-162.

［3］彭著亮. 公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理方法探討［J］. 現(xiàn)代裝飾，2021，487（26）：77-78.

［4］牛濟(jì)民. 道路橋梁沉降段路基路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析［J］. 科海故事博覽，2021（31）：57-58.

［5］焦廣義. 強(qiáng)夯法施工在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用［J］. 車時(shí)代，2021（6）：191-192.