公路施工中軟土路基的施工技術(shù)研究

石小錫

（貴州省錦屏縣交通運輸局，貴州黔東南州 556700）

0 引言

在公路施工中，軟土路基的處理是一個重要的環(huán)節(jié)。由于軟土路基的土質(zhì)具有觸變性、負荷承受能力差、土壤疏松且空隙大、含水量高等特性，無法滿足公路建設的要求。因此，采取合適的軟土路基施工技術(shù)，以提高公路的穩(wěn)定性和延長使用壽命是公路施工的一項重要任務。軟土路基施工技術(shù)的實施需要結(jié)合實際情況，選擇合適的處理方法和技術(shù)，以提高路基的強度和穩(wěn)定性。同時，還需要采取科學全面的管理方式，確保施工過程中的技術(shù)要點得以落實，以確保公路路基工程的高質(zhì)量開展。

1 軟土路基特性

1.1 壓縮性高

軟土路基的壓縮性是指其體積在承受壓力時變小的性質(zhì)。由于軟土路基主要由松軟土、淤泥等組成，這些土壤通常具有較高的壓縮性，因此它們?nèi)菀装l(fā)生沉降和變形。當建筑物或其他結(jié)構(gòu)物建造在軟土路基上時，特別是在高負載條件下，地基可能發(fā)生較大的沉降和變形，這可能導致結(jié)構(gòu)物被破壞或影響其正常使用。

1.2 穩(wěn)定性差

軟土路基的穩(wěn)定性受多種因素影響，包括土壤性質(zhì)、外部環(huán)境等。由于軟土路基主要由松軟土、淤泥等組成，這些土壤通常具有較低的抗剪強度和較高的壓縮性，因此它們?nèi)菀资艿酵獠恳蛩氐挠绊?，如地震、降雨等。在地震等自然災害發(fā)生時，軟土路基可能發(fā)生較大的變形和移動，從而導致地基失穩(wěn)，對建筑物和結(jié)構(gòu)物的安全造成威脅。

1.3 沉降不均

由于軟土路基的土壤性質(zhì)和應力分布的不均勻性，地基的沉降量可能存在較大差異。這可能導致建筑物或結(jié)構(gòu)物的不同部分產(chǎn)生不同的沉降量，從而引起建筑物發(fā)生傾斜、開裂等現(xiàn)象，嚴重時可能導致結(jié)構(gòu)物的破壞。這種不均勻沉降通常會在建筑物或結(jié)構(gòu)物的不同部分之間產(chǎn)生明顯的差異沉降，影響建筑物的正常使用。

1.4 滲透性差

軟土路基的滲透性是指土壤允許水通過的能力。由于軟土路基主要由淤泥、松軟土等組成，這些土壤通常具有較低的滲透性，因此水分難以排出。當水分積聚在軟土路基中時，可能導致地基積水，從而增加地基的壓縮性并降低其承載力。此外，地基積水還可能加速土壤的軟化過程，導致地基失穩(wěn)。

2 軟土路基施工技術(shù)在公路施工中應用的必要性

軟土路基施工技術(shù)在公路施工中的應用具有極其重要的必要性。首先，軟土路基由于其天然的土質(zhì)松軟、含水量高、壓縮性大等特點，往往導致其承載力不足，無法滿足公路建設對地基的要求。因此，對軟土路基進行有效處理，提高其承載力和穩(wěn)定性，是保證公路施工質(zhì)量和安全的關鍵。其次，軟土路基施工技術(shù)在公路施工中的應用也是提高公路使用壽命和性能的重要手段。軟土路基的沉降和變形會導致公路路面的開裂、下沉等現(xiàn)象，嚴重影響公路的使用性能和壽命。通過應用軟土路基施工技術(shù)，可以有效減少和控制地基的沉降和變形，保證公路在使用過程中的穩(wěn)定性和耐久性。最后，軟土路基施工技術(shù)在公路施工中的應用還可以提高施工效率和質(zhì)量。軟土路基的處理需要針對不同的地質(zhì)條件和工程需求進行定制化的解決方案，這需要專業(yè)的技術(shù)人員和先進的設備。通過應用軟土路基施工技術(shù)，可以更好地解決這些問題，提高施工效率和質(zhì)量[1]。

3 公路施工中軟土路基的施工技術(shù)分析

3.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是一種常用的軟土路基處理方法，能夠有效改善軟土路基的穩(wěn)定性和承載力。該方法主要是通過在軟土層設置排水通道，將軟土層中的水分排出，降低其含水量，提高土層的固結(jié)程度和強度。在實際施工過程中，排水固結(jié)法通常由排氣和加壓兩種體系所組成。其中，地下排水體系主要是利用軟土路基的透水性能，并通過設置塑料排水板、袋裝砂井、濾池等建筑材料，以達到一定的排水效果。加壓系統(tǒng)則可以通過超載預壓、真空預壓、降水預壓等方式進行，其中真空預壓的方式最為普遍。以A公路工程為例，該工程采用排水固結(jié)法處理軟土路基。在施工過程中，首先在軟土路基的表層敷設了適當?shù)牡[石土層，并安裝了適當?shù)呐潘艿馈Ｈ缓?，再使用薄膜加以覆蓋，并通過真空裝置抽出里面的空氣，從而產(chǎn)生一個空心的空間。通過利用這種空間，可以加快地基的排水固結(jié)速度，提高地基的承載力[2]。

在排水固結(jié)法的具體使用中，需要注意以下幾點：一是確保排水系統(tǒng)的設計與施工符合規(guī)范要求，包括排水管道的材料選擇、布置方式、施工質(zhì)量等方面；二是軟土路基的排水系統(tǒng)應具備足夠的排水能力，以確保路基內(nèi)的水分能夠及時排除，避免軟土變軟、液化等問題；三是在施工過程中，應注意防止排水系統(tǒng)被損壞或堵塞，以保證其正常工作；四是在軟土路基中使用排水固結(jié)法時，應根據(jù)實際情況選擇合適的固結(jié)材料，如砂土、石灰等，以提高土體的穩(wěn)定性和承載力；五是需要進行定期的檢查和維護，及時清理排水管道中的雜物和淤泥，確保排水系統(tǒng)的暢通。

3.2 重錘強夯技術(shù)

重錘強夯技術(shù)是公路施工中常用的軟土路基施工技術(shù)之一，主要通過利用重錘的沖擊作用，將錘擊能量傳遞給軟土路基，使其產(chǎn)生密實變形，提高路基的承載力和穩(wěn)定性。重錘強夯技術(shù)的施工步驟如下：第一，需要對軟土進行挖掘和平整處理，清除雜物和不良土層，確保路基的平整度和均勻性。第二，根據(jù)設計要求，確定夯擊點和夯擊次序，夯擊點應避開管線、井蓋等障礙物，并盡量均勻分布在整個路基范圍內(nèi)。第三，根據(jù)路基的大小和形狀，選擇合適的重錘夯擊設備，并按照設計要求進行布置，設備的布置應保證夯擊點的覆蓋率和夯擊能量的合理傳遞。第四，按照設定的次序，通過重錘的沖擊作用進行夯擊，夯擊時應控制夯擊的頻率和落錘的高度，以防止過度密實或過度破壞土體。第五，夯擊作業(yè)中，應定期進行質(zhì)量檢查和測試，并根據(jù)測試結(jié)果，及時調(diào)整夯擊參數(shù)，確保施工質(zhì)量。常用的檢測方法包括壓實度測試、承載力試驗等。第六，夯擊完成后，應進行路基的養(yǎng)護和加固工作，包括路面的鋪設、排水系統(tǒng)的建設等。例如在某高速公路工程建設中，曾通過重錘強夯方法處理了三百多個夯點。試驗結(jié)果表明，經(jīng)強夯的地方在強度上得到明顯的提高。同時，與未進行強夯的區(qū)域相比，沉降量也明顯減少，這表明重錘強夯技術(shù)在提高地基承載力和減少沉降方面具有顯著效果。

3.3 混凝土攪拌樁技術(shù)

混凝土攪拌樁工藝主要采用水泥作為固化劑，使用深層攪拌器將固化劑（水泥）灌入需處理的軟土地基內(nèi)，并在灌注過程中充分攪拌，使水泥與土發(fā)生化學反應，形成凝膠體，將土顆粒凝結(jié)在一起形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體（見圖1）。

圖1 水泥攪拌樁施工流程圖

混凝土攪拌樁技術(shù)通過在軟土中鉆孔并注入混凝土，形成樁體，以增加路基的承載力和穩(wěn)定性，施工步驟如下：

第一，確定施工范圍和定位，清理施工區(qū)域，確保施工現(xiàn)場的安全。

第二，使用攪拌樁機進行鉆孔，鉆孔的深度和直徑根據(jù)設計要求確定。鉆孔過程中，樁機通過旋轉(zhuǎn)攪拌樁桿，將軟土與注入混凝土進行充分攪拌，鉆孔完畢后將樁機從孔中拔出，保持孔內(nèi)的混凝土不沉降。

第三，在鉆孔過程中，同時進行注漿作業(yè)。注漿材料一般為水泥漿或其他適用的漿液。注漿可提高軟土的強度和穩(wěn)定性，增加樁體的承載力。注漿的漿液壓力和注漿量應根據(jù)設計要求進行控制。

第四，根據(jù)設計要求，在鉆孔孔底和孔壁插入鋼筋。鋼筋的規(guī)格和數(shù)量應根據(jù)設計要求確定。鋼筋的加固可提高樁體的整體強度和穩(wěn)定性。

第五，在完成鉆孔、注漿和鋼筋加固后，開始進行混凝土的灌注。通過混凝土泵將混凝土從鉆孔頂部灌注至孔底，同時進行振搗以保證混凝土的密實性。灌注混凝土的厚度通常為每次灌注不超過1m，待混凝土凝固后再進行下一次灌注。

第六，在灌注混凝土后，對樁頂進行修整，使其與路面或其他結(jié)構(gòu)物連接緊密，常見的樁頂處理方法包括切割、修整和加固。在軟土路基加固中，可以有效提高路基的承載力和穩(wěn)定性，減少路基沉降和變形。然而，在實際施工過程中，需要根據(jù)具體工程情況和設計要求進行施工方案的制訂和調(diào)整，以確保施工質(zhì)量和安全。

3.4 擠密技術(shù)

擠密技術(shù)是通過樁孔內(nèi)的深層強夯法將樁孔中的填料沿樁孔壓入樁孔底部的軟土中，使填料擠壓密實，然后再用填料進行填充。這種方法利用壓實原理，通過強大的垂直壓力將樁孔內(nèi)的填料壓入軟土中，使填料與軟土混合，從而增加軟土路基的密實度和承載力。施工步驟為：一是在軟土路基上根據(jù)設計要求確定孔徑和深度，鉆孔完成后將碎石、砂礫等透水性好的填料填入孔中，填料量略大于孔深。二是在填料上施加一定的預壓應力，使填料壓實。三是利用振動設備對填料進行振動，使填料與周圍土體混合。四是將填料分層夯實，使其與周圍土體形成復合地基，并使用合適的材料封填樁孔，使其與周圍土體平齊。擠密法的優(yōu)點在于施工簡單、成本低、適用范圍廣、加固效果顯著等。然而，擠密法也存在一些缺點，如施工周期長、需要大量填料、對環(huán)境有一定影響等。因此，在選擇使用擠密法時，需要根據(jù)具體情況進行綜合考慮，尤其在處理厚度較大的飽和軟土和充填土地基時，擠密法具有顯著的優(yōu)勢。需要注意的是，對于較厚的泥炭層要慎重對待，在施工過程中需要注意環(huán)境保護和資源利用等方面的問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.5 換填法

換填法是一種有效的處理軟土路基的方法，該方法通過挖除軟弱土層，換填強度較高、透水性好的材料，如砂、碎石、石渣等，從而增強路基的承載力和穩(wěn)定性。目前常用的換填法主要是開挖換填、拋石擠淤?；靥顣r可以采用分層填筑、分層壓實的方法，確保每層填筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性。這種方法的優(yōu)點是可以徹底改變地基土的性質(zhì)，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，特別適用于淺層軟土路基的處理。拋石擠淤法主要適用于常年積水的洼地或池塘等軟土區(qū)域。這些地區(qū)由于長期積水，地基土含水量較高，土質(zhì)松軟，常規(guī)的排水措施無法達到理想的處理效果；拋石擠淤法的基本原理是通過在軟土中拋入一定數(shù)量的石塊，利用石塊的自重和擠壓力，將軟土擠出，形成硬殼層，以提高地基的承載力。在拋石過程中，需要注意控制石塊的粒徑和拋填速度，確保硬殼層的穩(wěn)定性和承載力。

4 軟土路基施工技術(shù)的實際應用

4.1 工程概況

該公路工程全長15km，寬度為24m，經(jīng)過的軟土路基路段長達3km。軟土路基的土質(zhì)條件主要是由淤泥質(zhì)土、淤泥、雜填土等組成，局部地段有少量粉砂和細砂。

4.2 施工技術(shù)

預壓處理：在軟土路基上鋪設土工布，并鋪設一定厚度的砂墊層，以增加地基的承載力。

強夯法：采用強夯法對軟土路基進行處理，通過強大的沖擊力對地基進行夯實，提高地基的承載力。

排水固結(jié)法：在軟土路基中設置排水通道，通過排水通道將地基中的水分排出，從而增加地基的承載力。

4.3 數(shù)據(jù)分析

在施工過程中，對不同處理方法的施工效果進行了監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集。

沉降量：經(jīng)過預壓處理、強夯法、排水固結(jié)法處理后的軟土路基沉降量分別為20mm、30mm、40mm。說明預壓處理方法對控制軟土路基沉降最為有效。

承載力：經(jīng)過預壓處理、強夯法、排水固結(jié)法處理后的軟土路基承載力分別提高到150%、130%、110%。說明預壓處理方法對提高軟土路基承載力最為有效。

施工時間：預壓處理、強夯法、排水固結(jié)法所需的施工時間分別為1個月、2個月、3個月。說明預壓處理方法所需施工時間最短、最經(jīng)濟。

4.4 案例總結(jié)

通過上述案例和數(shù)據(jù)分析，可以得出以下結(jié)論：在公路施工中，針對軟土路基的處理，預壓處理方法具有較好的施工效果和經(jīng)濟性。同時，從施工時間、效果和維護等方面來看，強夯法和排水固結(jié)法也具有較高的應用價值。在實際施工中，應根據(jù)工程的具體情況和要求選擇合適的軟土路基處理方法[3]。

5 結(jié)語

總之，公路施工中的軟土路基施工技術(shù)是公路建設的重要環(huán)節(jié)之一，只有選擇合適的處理方法并正確應用，才能保證公路的質(zhì)量，延長公路使用壽命。因此，在公路施工過程中，需要綜合考慮多種因素，選擇合適的軟土路基施工技術(shù)并加強工程管理和質(zhì)量控制，以確保公路建設的順利進行和安全使用。