公路工程軟土路基施工技術(shù)分析

徐銘閏

（海陽市公路工程處，山東 海陽 265100）

0 引言

隨著公路工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在施工過程中難免遇到軟土路基。軟土路基會(huì)在無形中加大施工難度，影響公路工程建設(shè)質(zhì)量、安全和使用性能。因此，施工前施工人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，采取切實(shí)有效的處理對(duì)策，確保公路工程建設(shè)順利推進(jìn)?；诖?，文章主要對(duì)不同類型的公路工程軟土路基施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 公路工程軟土路基概述

1.1 定義

軟土路基是指含水量較高、密實(shí)度和強(qiáng)度較低的土壤類型。根據(jù)土壤類型，軟土路基主要可以分為黏性軟土、淤泥和粉質(zhì)土。黏性軟土具有較高的含水量和黏聚性，淤泥是水動(dòng)力作用沉積形成的軟土，含水量高且易流動(dòng)，粉質(zhì)土是細(xì)顆粒土壤，含水量高且強(qiáng)度和密實(shí)度較低[1]。按照工程特性，軟土路基可以分為強(qiáng)度較低的軟土、易液化的軟土和高度壓縮性的軟土。強(qiáng)度較低的軟土的抗剪強(qiáng)度和承載能力較低，易液化的軟土在地震或振動(dòng)加載下易發(fā)生液化現(xiàn)象，高度壓縮性軟土則會(huì)產(chǎn)生較大的沉降和變形現(xiàn)象。根據(jù)工程行為，軟土路基可以分為不穩(wěn)定軟土、高度壓縮性軟土和高含水量軟土。不穩(wěn)定軟土容易發(fā)生側(cè)方移動(dòng)、滑動(dòng)或失穩(wěn)現(xiàn)象；高度壓縮性軟土在加載下會(huì)產(chǎn)生較大的沉降和變形；高含水量的軟土則面臨排水困難，影響工程質(zhì)量。

1.2 特點(diǎn)

1.2.1 含水量偏高

軟土路基中含有大量淤泥及各類黏土顆粒。整體而言，其含水量較高，路基吸水性極強(qiáng)，大部分軟土路基內(nèi)部含水量均高于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。普通路基結(jié)構(gòu)土壤雖然也含有水分，但含水量相對(duì)可控，處于合理范圍內(nèi)，而軟土路基結(jié)構(gòu)含水量超標(biāo)嚴(yán)重，大多在35%以上，嚴(yán)重時(shí)含水量可超過70%，較高的含水量會(huì)導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)承載性能變?nèi)?，也?huì)嚴(yán)重影響公路正常建設(shè)，甚至可能造成嚴(yán)重的安全事故。

1.2.2 壓縮性較強(qiáng)

軟土路基的強(qiáng)壓縮性，是路基結(jié)構(gòu)含水量較高、路基結(jié)構(gòu)松軟等問題造成的。一般而言，軟土路基的壓縮量在4Pa 以下，壓縮系數(shù)則高于0.3。隨著軟土路基內(nèi)部水分含量的持續(xù)上升，與之成正比的壓縮系數(shù)也會(huì)漸漸上漲，從而影響軟土路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與荷載力，或受客觀因素影響，引起路基的變形、沉降等問題，導(dǎo)致公路無法正常使用或存在安全隱患。

1.2.3 抗剪性能不足

軟土路基的透水性差，水分聚集在軟基內(nèi)導(dǎo)致含水量偏高，由于抗剪性能不足，在此狀態(tài)下，受路面較強(qiáng)剪切力的影響，松散且孔隙較大的軟弱土層無法維持原有形態(tài)，會(huì)出現(xiàn)不同程度的偏移和變形，影響公路建設(shè)質(zhì)量，增加工程資源投入[2]。

2 公路工程軟土路基施工技術(shù)

2.1 軟土轉(zhuǎn)換施工技術(shù)

軟土轉(zhuǎn)換施工技術(shù)是最常見的方法之一，通過選擇硬度較大且具備良好透水性能的碎石塊來替換軟土，能夠徹底替換現(xiàn)場(chǎng)軟土層，可有效提升軟土路基的穩(wěn)定性，避免承載能力不足導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)斷裂或出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，確保公路工程建設(shè)的穩(wěn)定性和安全性，延長(zhǎng)公路工程的使用壽命，顯著提升工程質(zhì)量。

應(yīng)用軟土轉(zhuǎn)換施工技術(shù)時(shí)，需要先徹底清除施工現(xiàn)場(chǎng)表面的雜物，并選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備挖掘表面的軟土，之后使用碎石塊等材料對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。該技術(shù)通常適用于土壤環(huán)境較差且軟土層較薄的工況。

在公路工程建設(shè)過程中，想要充分發(fā)揮軟土轉(zhuǎn)換施工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，則要求施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行周密的部署和分析，從人員調(diào)配到機(jī)械設(shè)備選擇都應(yīng)符合規(guī)范，以盡量降低軟土轉(zhuǎn)換施工的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)軟土轉(zhuǎn)換施工技術(shù)的管理，確保處理后的軟土路基符合公路工程建設(shè)要求[3]。

2.2 水泥攪拌樁施工技術(shù)

水泥攪拌樁（見圖1）施工技術(shù)是軟土路基處理中常見的方法之一，其主要原理是進(jìn)行水泥固化處理。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇水泥作為固化劑，處理軟土路基時(shí)，使用攪拌樁機(jī)設(shè)備將水泥噴射到樁孔中，然后通過攪拌樁孔中的水泥，使之與軟土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐步形成水泥凝膠體。該技術(shù)能夠顯著提升原有路基結(jié)構(gòu)的承載能力，從而增強(qiáng)軟土路基的強(qiáng)度。

圖1 水泥攪拌樁示意圖

水泥攪拌樁施工技術(shù)根據(jù)不同的施工方式可分為單軸攪拌、雙軸攪拌和三軸攪拌等幾種類型。水泥攪拌樁施工的加固深度通常超過5m，干法加固深度不超過15m，濕法加固深度不超過20m。施工之前，施工人員需要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地下水位和水文地質(zhì)條件，然后，制訂切實(shí)有效的施工方案，以提升軟土路基的處理效果。

2.3 排水固結(jié)施工技術(shù)

在公路工程建設(shè)中，應(yīng)用排水固結(jié)施工技術(shù)，可以顯著提升軟土路基的排水效果，是控制軟土路基含水量的有效措施。應(yīng)用該技術(shù)，能夠從根本上提升公路工程建設(shè)質(zhì)量，保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要在軟土路基中修建滲水通道，在土壤自重及外部荷載預(yù)壓作用的影響下，能逐步轉(zhuǎn)變?cè)新坊倪吔鐥l件，加快排出路基中的空氣，達(dá)到排水固結(jié)的效果。應(yīng)用排水固結(jié)施工技術(shù)可以顯著提升路基結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，從而提升路基結(jié)構(gòu)的剛性。

針對(duì)軟土路基進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)置豎向排水系統(tǒng)是關(guān)鍵，主要施工材料包括塑料排水板、普通砂井袋、裝砂井等設(shè)備。應(yīng)用排水固結(jié)施工技術(shù)時(shí)，還應(yīng)注意結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況科學(xué)掌控排水力度，以充分發(fā)揮排水固結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，達(dá)到理想的排水效果[4]。

2.4 預(yù)制裝配式混凝土蝶形邊溝施工技術(shù)

預(yù)制裝配式混凝土蝶形邊溝施工技術(shù)是一種新型的軟土路基處理手段。該技術(shù)要求在制造廠內(nèi)提前完成預(yù)制構(gòu)件的制作，經(jīng)檢驗(yàn)合格后將之運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，形成整體結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要注意以下幾點(diǎn)。

第一，應(yīng)選擇強(qiáng)度和剛度符合要求的預(yù)制模板支架，在現(xiàn)場(chǎng)制作防護(hù)結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也要合理規(guī)劃施工場(chǎng)地，為后續(xù)的拆裝和使用提供便利。第二，要求各個(gè)模板結(jié)構(gòu)的尺寸與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致。第三，在正式開始施工之前，需要準(zhǔn)備充足的施工材料，并加強(qiáng)對(duì)施工材料的管控。特別是預(yù)制構(gòu)件，必須經(jīng)過全面的檢查，確保符合要求方可投入施工使用。在預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸過程中，還需要采取切實(shí)有效的防護(hù)措施，以避免損壞。第四，在現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，如果選擇豎向澆筑方式，施工完成后應(yīng)提升內(nèi)模板，在起吊過程中確保混凝土與模板完全分離。模板拆除時(shí)，也必須嚴(yán)格按照施工工藝的要求進(jìn)行，脫模后對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行修復(fù)處理，確保表面質(zhì)量符合施工要求，然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理[5]。

拼裝預(yù)制構(gòu)件之前，需要對(duì)各個(gè)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保其型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量與施工方案相一致，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，嚴(yán)格按照施工方案要求進(jìn)行操作，以確保預(yù)制構(gòu)件拼裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。拼裝完成后，需組織施工人員進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保其各方面的性能和指標(biāo)均符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。應(yīng)用預(yù)制裝配式混凝土蝶形邊溝施工技術(shù)時(shí)，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)安裝是重點(diǎn)環(huán)節(jié)，通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)安裝，可以確保邊溝施工的快速進(jìn)行，并全面提升建設(shè)質(zhì)量，顯著提升軟土路基加固效果。

2.5 高壓噴射注漿施工技術(shù)

高壓噴射注漿施工技術(shù)也稱為壓密注漿施工技術(shù)，該技術(shù)通過在高壓狀態(tài)下噴射一定量的水泥漿液，通過外部壓力的作用與混凝土材料充分?jǐn)嚢?，形成混凝土柱結(jié)構(gòu)，可顯著提升軟土路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。該技術(shù)的應(yīng)用能有效減少基礎(chǔ)部分的滲漏問題，從而提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

然而，在實(shí)際施工過程中，需綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的水文和地貌特點(diǎn)。由于基層結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，如果地下水巖溶間隙發(fā)育完全，直接采用該技術(shù)處理軟土路基，注漿量可能會(huì)超過原有施工標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致公路工程項(xiàng)目造價(jià)大幅提升。因此，在實(shí)際施工過程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況進(jìn)行綜合考慮，選擇最適宜的施工技術(shù)。

2.6 加筋土法

加筋土是一種通過將高抗拉強(qiáng)度的拉筋埋設(shè)在土層中，利用土顆粒與拉筋之間的摩擦力使拉筋和土體形成一個(gè)整體，提高土體穩(wěn)定性的技術(shù)。加筋土具有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于施工和質(zhì)量易控制等優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)行加筋土設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下幾個(gè)方面：第一，合理選擇筋材種類和尺寸，以及筋材的鋪設(shè)區(qū)域和范圍，結(jié)合工程實(shí)際情況，科學(xué)安排施工方式和機(jī)械設(shè)備，確定施工工序。第二，對(duì)土壤成分與強(qiáng)度、筋材種類及技術(shù)指標(biāo)、加筋土結(jié)構(gòu)形式與筋材鋪設(shè)方式等進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上科學(xué)合理地開展加筋土設(shè)計(jì)工作。第三，對(duì)荷載形式、使用時(shí)間、大小和溫度等因素對(duì)土工合成材料性狀的影響等進(jìn)行研究，并按照具體標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，科學(xué)開展測(cè)試工作。

與普通擋土墻相比，加筋土擋土墻的設(shè)計(jì)和施工過程更加復(fù)雜，因此需要施工設(shè)計(jì)人員對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)于其中需要重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)節(jié)問題應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。

3 軟土路基施工管理措施

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)勘察

進(jìn)行公路工程軟土路基處理時(shí)，需要進(jìn)行全面的施工現(xiàn)場(chǎng)勘察研究。派遣專業(yè)的施工人員、技術(shù)人員和監(jiān)理人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，全面了解施工環(huán)境的氣候和水文、地質(zhì)條件。同時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)情況與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比對(duì)，確保其一致性。如果存在不一致，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善和改進(jìn)。實(shí)際勘察現(xiàn)場(chǎng)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并及時(shí)制訂有效的對(duì)策。

3.2 合理確定軟土路基處理方案

軟土路基處理方案的科學(xué)性直接關(guān)系到公路工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，在處理軟土路基時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇切實(shí)有效的方案，并定期對(duì)方案進(jìn)行完善和調(diào)整，以確保工程質(zhì)量。選擇軟土路基處理方案時(shí)，應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果為基礎(chǔ)，從多個(gè)角度進(jìn)行全面分析，考慮施工環(huán)境和施工標(biāo)準(zhǔn)，完善處理方案。重點(diǎn)是明確軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用效果，從根本上提升工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)注意綜合考慮公路工程建設(shè)的周期和經(jīng)濟(jì)效益，選擇更具可行性的施工技術(shù)，以滿足公路工程建設(shè)要求。

3.3 沉降量控制

在實(shí)際施工過程中應(yīng)通過有效方法控制路基壓實(shí)度，以滿足要求；根據(jù)相關(guān)規(guī)定，應(yīng)對(duì)填土表面進(jìn)行平整處理后才能進(jìn)行壓實(shí)處理；在實(shí)際施工過程中可以通過檢測(cè)確定壓實(shí)度，同時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制訂合理有效的沉降控制措施。

可以采用“薄層多遍”的方式進(jìn)行路基填筑工作，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)施工參數(shù)。此外，可以通過分層碾壓的方式進(jìn)行路堤填土壓實(shí)，以有效避免因水分蒸發(fā)導(dǎo)致的路基壓實(shí)不均勻或沉降等問題。另外，路基填筑完成后，需要對(duì)路基進(jìn)行沉降觀測(cè)和驗(yàn)收，保證公路工程質(zhì)量符合要求。

3.4 施工人員培訓(xùn)

施工企業(yè)應(yīng)通過專業(yè)的技能培訓(xùn)使他們明確軟土路基處理的重要性，掌握更豐富的操作技巧，同時(shí)提高全員質(zhì)量意識(shí)，以確保后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，切實(shí)提高軟土路基的處理效果。

此外，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注施工人員的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)行為。還可在施工企業(yè)內(nèi)部建立完善的獎(jiǎng)懲機(jī)制，對(duì)認(rèn)真工作且表現(xiàn)良好的施工人員給予適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于不能正確履行職責(zé)的施工人員給予適當(dāng)處罰，營造良好的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，進(jìn)一步激發(fā)施工人員的積極性和主動(dòng)性，確保公路工程建設(shè)效率與質(zhì)量得到根本性的提升。

3.5 做好驗(yàn)收把關(guān)工作

軟土路基處理中，應(yīng)由施工企業(yè)和驗(yàn)收單位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況進(jìn)行階段性驗(yàn)收與最終驗(yàn)收。在階段性驗(yàn)收工作中，需要采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段，獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)，以真實(shí)反映公路工程路基的實(shí)際狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量隱患，并有針對(duì)性地進(jìn)行修復(fù)，確保后續(xù)工程建設(shè)順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

路基是公路工程的重要組成部分，軟土路基會(huì)提高公路工程建設(shè)難度，影響路基施工效果。因此，施工企業(yè)應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況進(jìn)行全面的調(diào)查研究，并采取切實(shí)有效的施工技術(shù)，提升軟土路基的使用性能。同時(shí)，需要對(duì)各個(gè)方面的影響因素進(jìn)行全面的研究和分析，優(yōu)化施工流程、創(chuàng)新施工技術(shù)，以有效減少操作誤差，切實(shí)提升軟土路基施工效果，促進(jìn)公路工程建設(shè)順利進(jìn)行。