簡析公路路基路面設計中的軟基處理技術

農作禮

【摘 要】公路交通建設已經成為我國當前經濟發展的重要因素，越來越多的公路工程建設在我國各種地質環境中，其中不可避免地會在路基路面設計中出現軟土地基的情況，而軟土地基的形成將嚴重影響道路施工進度、后期使用質量、后期運營安全，出現如地基沉降、路面開裂等現象。因此文章對公路路基路面設計中的軟基處理技術進行分析，通過對軟基處理的特征、原則進行闡述，為我國公路路基路面設計軟基處理提供有效參考措施，全面保障我國公路交通的后期運營安全。

【關鍵詞】公路路基路面設計;軟基處理;處理策略

當前，我國公路交通建設正處于快速發展階段，公路建設里程及公路建設技術已經處于世界領先地位，但是我國不同地區的地質條件差異大且有很多不確定性，導致在公路路基路面施工中出現較多軟土地基（以下簡稱軟基）問題。由于軟基具有壓縮性較高、透水性小、孔隙比大、強度低等特點，所以在面對軟基路面工程時需要進行特殊設計、施工，有效保障軟基路面的承載力，確保其能夠滿足交通運輸需要。

1 公路路基路面設計中的軟基特征

公路路面設計中對于軟基地質的認定主要有以下2個方面因素：一是地基中含水量多、質地松軟，這種地質的支撐強度較低，公路路面的施工難度增加且后期質量缺乏保證。二是公路路基施工地基的抗形變能力弱、承載力不高，正常使用時可能無法發現，但是當有重型交通設備使用時就會出現路面沉降問題，甚至會導致車輛不平衡而出現交通事故。因此，在面對軟基路面施工時需要進行特殊設計、施工，根據施工環境、軟基處理難度、后期影響性，選擇最合適的軟基路面施工方式，并對軟基路面的使用效果進行持續檢測。所以軟基路面設計需要考慮到施工準備、現場環境、后期使用等一系列因素，從而保障軟基公路路基施工高效率與公路工程整體質量提升。

2 公路路基路面設計中軟基處理原則

軟基是在水流長期積累下所形成的一種地質類型，土體在長期浸泡與生物化學作用下最終形成黏性軟土。物理特征主要是壓縮性較高、透水性小、孔隙比大、強度低等。我國在針對軟基的處理中已經積累了豐富的經驗，但是在處理方法的選擇上存在盲目性，往往為了追求施工效率而忽視不同軟基處理方案的合理性。比如對于深層軟基不能使用填埋法，而是要通過振搗、擠壓等方式進行處理，多樣性的路面軟基處理方案使施工選擇空間增大，但是對于軟基路面施工的合理性就會造成影響。

此外，軟基路面的施工質量與器材需要專業化配置，雖然我國路面設計工程數量與規模不斷增加，但是施工人員的技術水平無法全面滿足工程施工要求，所以軟基處理要盡可能加強對現代工程設備的使用，通過工程機械化施工來保證公路路面質量，而公路路基路面的軟基處理技術不能單純地根據施工水平來選擇，而是根據地基情況與周圍環境、施工條件，結合公路施工周圍的地質條件及以后變化的可能性，采用動態的科學處理方案，通過不同方案的有效結合，實現成本低、效果好、速度快的目標[1]。

3 公路路基路面設計中軟基處理存在的問題

3.1 軟基處理問題不受重視

公路路基路面施工相對于其他工程項目，工程環境、施工環節都更為復雜。公路施工中的地質環境一直處于不斷變化的過程，施工中很多環境因素都會影響到施工質量，且軟土地質是公路施工中極為常見的因素，如果工程施工時不重視軟基設計，只是作為公路路基施工環節中的可能影響點，那么在后期施工中面對軟基路面設計時不會有充分的準備，從而導致公路路基路面工程整體進度落后與質量下降。就目前公路施工企業與工程人員的配置來說，對于軟基問題并沒有形成一個專門的設計處理部門，導致公路施工行業缺乏對軟土處理的專業化團隊建設。

3.2 軟基處理技術不科學

雖然我國對于軟基處理能夠提供多種方案，但是施工單位在實際施工中對于軟基處理技術專業化、規范化需做出合理選擇。首先，面對不同地基情況、不同地勢難以進行區分，無法從軟基的組成情況做好劃分;其次，施工單位選擇軟基處理技術時往往選擇高效率、低成本的方式，導致采用的軟基處理方式通常不是最合適的;最后，施工單位與設計單位缺乏協作，設計單位并沒有直接進行施工現場的勘查或者工程勘察不全面，在出具軟基處理設計方案時缺乏針對性，甚至會造成施工企業的成本增加及后期公路質量下降。因此，軟基路面處理方案如果沒有以實際工程環境數據作為支撐，軟基問題的處理效果自然差強人意。

3.3 軟基處理人員水平低下

一方面，公路工程軟基處理工作效果依靠設計人員與施工人員共同參與;另一方面，軟基處理設計對于相關人員的專業化水平要求較高，需要能夠快速根據施工環境確定軟基路面現狀，同時施工人員要根據處理方案進行準確實施，但是部分路面軟基問題設計人員的專業水平有限，處理方案出現偏差，以及施工人員在實際操作中出現失誤操作，影響最終的軟基處理結果，導致公路工程質量不達標。

3.4 對現場的地質條件勘察不夠詳細

公路路基路面施工設計需要建立在完善的現場環境勘察上，不同環境下的軟基施工需要選擇不同的處理方案，但是很多時候的公路施工設計都是直接抄襲之前的報告數據，對于實際地質情況及以前相關文獻資料的收集不足，很容易導致施工方案與路基路面實際情況存在偏差。

4 公路路基路面設計中軟基的處理策略

4.1 換填法

換填法就是把軟基路面的地基進行更換，先將軟基地質一定深度的軟土層進行清除，然后填充其他含水量小、壓縮性低、吸水但穩定性好的材料，比如礦渣、碎石都是進行路面填充的主要材料。換填法一般應用在軟土層比較淺的地基情況，在實際施工中可以采用機械設備快速施工，需要經過開挖、填充、碾壓、實度檢測等流程。實際應用過程中主要有以下3個技術要點：一是填充后的路基要滿足工程承載力要求，所以要采用礦渣、碎石等承載力強的材料，并對填充后的路面壓強進行荷載力檢測。二是避免填充后的地基沉降問題，需提前確定軟基的深度情況，適當增加換填深度，同時要避免在深層軟基中使用換填法。三是針對低溫地區的軟基處理要考慮到土體凍脹因素的影響，在進行換填時要選擇空隙大的材料，避免因寒冷而造成路基凍脹情況[2]。

4.2 拋石擠淤法

拋石擠淤法指直接將碎石材料投入軟基路面，不需要使用換填法將原有軟基清理。拋石擠淤法所使用的材料以硬質、偏大塊的碎石為主，然后再通過壓力作用將地基表面的淤泥材質擠壓出路基，這樣也可以達到對路基地質的更換，這種方法相對于換填法效率更高，但主要應用在流動性大、土壤含水量較高的軟基，拋石的速度與數量需要根據軟基路面的液性土壤體積確定，如果淤泥數量多、深度大需進行大體量拋石，那么擠壓出來的軟基淤泥就越多，路面的支撐力和承載力也就越強。拋石擠淤一般用在流動性大、軟土層較薄的路基，尤其是軟基路面會出現長期積水、池塘的公路施工環境，通過拋石擠淤法可以有效替換原有地基，并達到路基提升的作用。拋石擠淤法所使用的碎石直徑一般在0.5 m以下，最好可以利用施工地周圍的碎石進行填充。拋石過程中要從中間逐步向兩側推進，并保持拋石數量范圍對稱，防止擠壓過程中淤泥在路面內堆積的情況。拋石之后需要用壓力機進行路面碾壓，直到碎石不會出現下沉且壓實后的路面要高于原路面，同時做好路面周圍水流引導施工，避免后期使用中的水流堆積造成路面支撐性下降[3]。

4.3 堆載預壓法

堆載預壓法指直接對軟基路面進行壓實，實現軟基中水分排出達到公路工程的支撐力要求，這種方法主要應用在已經飽和的黏土地基處理中。通過壓實后的軟基路面土體能夠固定不會再出現沉降變形，實際操作中只需要重點控制施加荷載的大小與速度，通常需要保持高于實際路面施工本身的負載進行施壓加固。施壓前可以在周圍設置邊樁，該法需要花費的施工時間較長、堆載材料的使用量也較大。

4.4 真空預壓法

真空預壓法與堆載預壓法都是對軟基進行壓實處理，但真空預壓法需要在壓力作用軟基路面中提前埋設相關設施，比如砂井、排水帶等設備，然后在排水設施上鋪設砂層并采用塑料薄膜進行全面覆蓋，最后再抽干薄膜內的空氣，保持排水設備處于類似真空的狀態，這樣在路面施壓過程中就可以快速排出軟基中的水分。這種方法大多應用在土壤含水量大且滲透性差的軟基設備中。與堆載預壓法相比，真空預壓法能夠減少施壓時間，且施工過程中沒有噪音、灰塵污染，也能夠提供更加穩定的路基質量。

4.5 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法是利用專業的土壤深層攪拌機直接將水泥與軟基中的土壤進行攪拌混合。一方面，水泥能夠快速吸收土壤中的水分，提升軟基的穩定性;另一方面，水泥與水形成的溶液與周圍土壤混合凝結后，能夠形成穩定性強、承載力高的水泥土樁。攪拌機的鉆頭、鉆桿相當于攪拌機扇葉，將水泥垂直打入軟基路面，攪拌過程要保證鉆桿保持垂直;再將水泥漿導入攪拌孔內，待水泥漿完全進入地基后保持一段時間再復攪;然后立即提出攪拌設備進行鉆孔密封，同時對噴漿管道、鉆頭等進行路面軟基的多位置鉆孔攪拌，相當于直接在軟基路面中進行水泥支撐力施工。

4.6 反壓護道法

軟基路面受到壓力后會出現土壤兩側移動的情況，而反壓護道法就是通過對軟基路面的整體保護實現對路基支撐，具體操作時在軟基路面的兩側增加具有反壓作用的土體，土體要具有一定的厚度且能夠低阻路基的兩側荷載力，通過兩側土體的支撐保護防止軟基在道路施工中出現剪切、滑移現象。該技術的施工方式簡單，材料要求只需要施工地走大量土方;一般在戶外軟基施工中應用，兩側土墻需要占領一定的區域，所以要避免對周圍耕地的影響。

4.7 預應力管樁技術

預應力管樁技術指直接在軟基路面內部安裝支撐樁，通過支撐樁來達到對公路路基的支撐作用。預應力管樁通過管樁機械進行壓裝，這種施工方式具有施工便捷、環境影響小、穿越土層能力強的特點。施工現場不需要準備其他的碎石、土方、鉆孔等，只需將準備好的管樁通過壓樁設備壓到軟基路面內，達到壓樁路面的深度后就可以進行下一階段施工（如圖1所示）。壓樁過程中很容易掌握樁體對于路面的支撐能力，能夠較好地控制軟基路面的施工質量，但工程造價較高，需要根據公路的使用價值與地質條件綜合考慮。

4.8 高壓旋噴樁

高壓旋噴樁主要通過噴射技術對軟基路面進行加工，通過工程鉆孔在軟基路面打孔，然后將高壓噴嘴插入路基中，通過高壓脈沖泵注射水泥漿。該方法可以應用在淤泥質土、砂土和黃土等多種軟基路面中，可以選擇旋噴、定噴和擺噴3種灌注方式。根據軟基的土壤條件可以采用單管法、雙管法及三管法，多種方式、多種設備組合可以滿足不同軟基路面的需求，當水泥漿在土層中與土體混合后就可以將軟基路面變為水泥加固體。這種技術能夠滿足各種軟基路面的施工，但是工程成本較高且容易造成環境污染，不適合在居民區、耕地周圍使用。

5 結語

綜上所述，我國公路路基路面施工中的軟基處理已經具備了多種技術方案，解決軟基路面施工對于我國交通建設與經濟發展都有著非常重要的作用，相關設計人員與施工人員應該全面了解各項施工技術及軟基路面的特點，從而為我國公路工程軟基處理提供全面、規范、高效的處理方案。

參 考 文 獻

[1]蘇偉.公路軟土地基處理技術和質量管控策略[J].交通世界，2019（Z1）：58-59.

[2]刁寵基.軟土地基處理技術在公路施工中的應用[J].中國設備工程，2019（2）：182-183.

[3]陳永藝.公路軟基的處理方式與路基填筑施工技術探討[J].住宅與房地產，2018（8）：166.