道路工程軟土路基的加固技術(shù)及施工要點分析

楊彩偉、許朋、李亞、譚祥、劉飛

（中建七局國際工程建設有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

道路工程建設不僅直接關(guān)系著民眾的日常出行，還與國家的經(jīng)濟發(fā)展緊密聯(lián)系。當前，隨著私家車數(shù)量的不斷增多以及物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，對道路的承載力提出了越來越高的要求，這便使道路工程建設工作面臨著更多的挑戰(zhàn)。

而在道路工程建設中，不可避免地會遇到軟土路基，在施工過程中若不能對此類路基進行妥善處理，會對工程建設質(zhì)量、施工進度以及施工過程的安全性等產(chǎn)生明顯的不利影響。為滿足社會對道路工程的高質(zhì)量要求，施工團隊需要優(yōu)化各項施工方案，積極采取先進的施工技術(shù)，尤其要注重對軟土路基的處理，需要在充分了解其特點的前提下，采取有效的加固技術(shù)，改善地質(zhì)條件，同時嚴格把控各施工環(huán)節(jié)的施工要點，提升工程的整體施工質(zhì)量，打造高品質(zhì)的道路工程。

1 軟土路基特性

道路工程建設遭遇軟土路基，會明顯提高施工難度，主要是因為軟土有較強的流塑性，其會影響路基及路面的承重能力及沉降速度等，極易引發(fā)塌陷事故。相較于正常路基，軟土路基的透水能力較弱，其滲透系數(shù)一般在10～10cm/s 之間，大部分軟土路基的天然含水量達30%～50%，更有甚者達70%以上，并且其中的水分難以通過正常的排水管道有效排出。在這種情況下進行道路工程施工，大量施工材料可能長期被水浸泡，進而引發(fā)施工材料腐爛等問題，影響道路工程質(zhì)量，甚至導致安全事故。此外，軟土土質(zhì)具有較高的松軟度及壓縮性，土壤密度和強度相對較低，且其中包含多種類型、密度強度各異的土質(zhì)，在上述因素的影響下，路基很容易因受力不均勻而出現(xiàn)開裂等問題，嚴重情況下可能直接導致路基崩裂，威脅行車安全。

在施工過程中，若不對軟土路基進行有效處理，即便工程能順利交付，投入使用后路面開裂和沉降等問題的發(fā)生概率也會較高，且隨著路面荷載的持續(xù)增加，可能導致總荷載量超過軟土路基的承重能力，這便極易導致軟土路基變形，甚至引發(fā)道路坍塌等事故。

2 道路工程軟土路基的加固技術(shù)

近年來，我國的各種道路工程施工技術(shù)不斷進步，對軟土路基的處理效果也越來越好，在道路工程開展過程中，采取相應的施工技術(shù)，能夠最大限度地降低軟土路基對工程質(zhì)量的影響。當前，軟土路基加固技術(shù)主要有強夯技術(shù)、換填技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)、化學固結(jié)技術(shù)、真空預壓施工技術(shù)及加固土樁施工技術(shù)等，在實際施工過程中，施工團隊應當結(jié)合軟土路基的實際情況，選擇一種或聯(lián)合使用多種加固技術(shù)對其進行有效處理。

2.1 強夯技術(shù)

強夯技術(shù)是最常用的軟土路基加固技術(shù)，其能夠有效強化路基強度。在應用該技術(shù)時，主要采用10～40t 的重錘機械，使之從規(guī)定高度自由下落，對軟土路基進行夯實處理，在夯實過程中，施工人員需要規(guī)范、合理地操作重錘機械，并嚴格控制重錘下落高度，確保重錘在下落過程中產(chǎn)生足夠的沖擊力。這一加固技術(shù)的主要優(yōu)勢在于施工方式簡單，不需要投入較高的成本，并且可以重復使用。不過強夯技術(shù)同樣存在一定的局限性——用于處理含砂礫土、黏土、碎石和濕陷性黃土等軟土路基，可以取得良好的加固效果，但不適用于加固處理高飽和度的黏土性質(zhì)的軟土路基。

其中，單點夯擊技術(shù)是軟土路基加固處理中應用頻率較高的強夯技術(shù)，在實際應用過程中，需要結(jié)合填土高度，確定并控制好單點個數(shù)。如果填土高度在3m 以下，可以設置4 個到8 個單點，當填土高度在3m以上時，可以將單點增設至10 個左右。

2.2 換填技術(shù)

換填技術(shù)與換土技術(shù)有較高的相似性，主要是應用高質(zhì)量的土質(zhì)替換掉原軟土土壤，該處理技術(shù)同樣可以達到良好的路基加固效果。由于軟土土質(zhì)對路基及整體工程質(zhì)量所產(chǎn)生的不利影響有明顯的不確定性，直接應用換填技術(shù)將其替換掉，可以有效杜絕各類質(zhì)量問題。在實際的換填施工過程中，需要先將軟土徹底清除，然后回填質(zhì)量良好的砂土、碎石及碎渣等材料，此舉可明顯提升路基的穩(wěn)定性及強度，為道路工程質(zhì)量提供保障。由于不同的道路工程對路基有不同的要求，因此在應用換填技術(shù)時，施工團隊應當充分結(jié)合道路工程的實際需求，靈活調(diào)整和改進換填材料及換填方式，其間需重點考慮回填材料的抗壓縮性能。

2.3 排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)技術(shù)可進一步劃分為塑料板排水法、砂井排水法和砂墊層法等。此類技術(shù)主要是通過降低軟土水分含量的方式改善路基強度及承重力，可將之理解為在加固軟土路基之前，利用加荷預壓的方式對路基進行預處理。將排水柱合理地布設在軟土路基中，將其中多余的水分排出，此方式可促進路基承載力及抗剪強度的提升。

在實際施工中，一般不會單獨使用排水固結(jié)技術(shù)，需要將其與其他加固技術(shù)聯(lián)合使用，如此才能更好地實現(xiàn)加固效果。比如，將排水固結(jié)技術(shù)和加載法、緩速填土法等聯(lián)合使用。另外需要注意的是，排水固結(jié)技術(shù)的應用范圍相對有限，只適用于含水量較高的軟土路基。

2.4 化學固結(jié)技術(shù)

化學固結(jié)技術(shù)主要是利用化學方式對軟土路基進行加固處理，可以使用化學固化劑改變軟土的基本結(jié)構(gòu)，進而強化軟土的密度。很多市政道路工程在進行軟土路基加固時會應用到化學固結(jié)技術(shù)，利用其良好的凝固效果，促進軟土路基強度的大幅度提升。

在實際應用化學固結(jié)技術(shù)時，主要是將水泥固化劑等加入軟土路基的裂縫中，在促進軟土強度和硬度全面提升的基礎上，有效控制軟土路基塌陷問題。該項技術(shù)在軟土路基加固固結(jié)中的應用效果十分明顯，比較適用于對含水量較高及淤泥層軟土路基的加固處理。

2.5 真空預壓施工技術(shù)

在加固處理土質(zhì)較差、工期緊張的軟土路基時，可以采用真空預壓施工技術(shù)，這一加固技術(shù)主要將大氣壓力作為預壓荷載，將透水砂墊層鋪設在軟土路基場地，同時在砂墊層上方設置一層不透氣的密封膜，借助排水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)以及密封系統(tǒng)等，使密封薄膜下部空間保持真空狀態(tài)，再借助膜外側(cè)的預壓荷載，逐漸固結(jié)待處理的軟土路基。真空預壓施工技術(shù)具有加固效率高的優(yōu)勢，且其間不會發(fā)生滑動等問題，可以最大限度地保證道路工程施工質(zhì)量。但是，真空預壓施工技術(shù)的成本比較高，因此可以將該項技術(shù)與堆載預壓技術(shù)聯(lián)用，以此有效控制施工成本。堆載預壓技術(shù)和真空預壓技術(shù)的加固原理一致，也是在完成抽氣操作后進行堆載預壓處理，將這兩種技術(shù)聯(lián)用，既能夠有效節(jié)約加固時間，還能降低施工成本。

2.6 加固土樁施工技術(shù)

現(xiàn)階段，在道路工程軟土路基加固處理中，還會經(jīng)常用到加固土樁施工技術(shù)，結(jié)合具體的加固方式，還可以將該技術(shù)進一步劃分為粉噴樁技術(shù)和漿噴樁技術(shù)。在抗剪力強度超過10kPa 且有機質(zhì)含量在10%以內(nèi)的軟土路基中，加固土樁施工技術(shù)可以取得良好的加固效果。噴粉樁機、攪拌機、噴粉系統(tǒng)等是加固土樁施工中主要應用的機械設備，施工中使用的主要加固材料有水泥和生石灰等。在加固過程中，利用機械設備攪拌軟土和加固材料，可明顯提升路基強度，更好地滿足道路工程施工要求。在應用加固土樁施工技術(shù)之前，施工團隊應通過反復試驗明確具體施工參數(shù)，并嚴格檢驗固化材料的性能、質(zhì)量以及規(guī)格等，確保其與設計標準相符，同時在施工過程中需要遵循邊噴漿邊提升的原則。在實際施工前，需要采集最軟弱工點的土層試樣，進行相應的室內(nèi)配比試驗，明確不同膠凝劑、外加劑摻入量下的水泥土強度。

此外，施工前要徹底清除施工現(xiàn)場地表的雜草、樹根、石塊等障礙物，平整地表，為加固土樁施工的順利開展提供保障。

3 道路工程軟土路基的施工要點

3.1 施工準備要點

在道路工程軟土路基實際施工之前，施工團隊應對施工地段進行全面的勘測與分析，結(jié)合相關(guān)勘測數(shù)據(jù)，明確施工地點的地質(zhì)和水文等情況，同時要結(jié)合相應的國家工程標準及施工組織計劃的具體要求等，合理制定施工方案。舉例來說，若是施工地段的軟土不存在地表水或者可以疏干地表水，可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況，選擇適合的墊層土，一般情況下可將壓實厚度控制在25cm 以上，并確保壓實度在90%以上，還可以結(jié)合施工需求設置≥2%的排水橫坡。對于無法疏干地表水的施工場地，則應將填砂高度控制在地表水高度的50cm 以上，完成平整處理后再進行壓實處理，并將壓實密度控制在90%以上。

3.2 施工技術(shù)應用要點

以某長度為27.2km 的道路工程軟土路基施工為例，對軟土路基施工技術(shù)應用要點進行分析。經(jīng)實地勘察和專家論證，該工程施工地段主要為淺層軟土層（淤泥層），比較適合應用軟土層換填法，主要是利用挖掘機挖走表面雜填土、素填土以及軟土層，之后將中粗砂或者砂礫填入其中，并進行分層壓實處理。該工程部分路段的軟土層較厚，采用水泥攪拌樁復合地基處理技術(shù)、強夯技術(shù)以及排水固結(jié)技術(shù)進行加固處理。在實際施工時，控制水泥土攪拌樁施工流程，嚴格遵循從中間向外圍的施工順序，在應用兩噴四攪工藝時，嚴格控制鉆頭下沉速度及提升速度，確保加固范圍內(nèi)的土體都經(jīng)過超過20 次的攪拌。在進行攪拌施工時，將停漿面控制在樁頂設計高程的500mm以上。

在開挖基礎及邊坡的過程中，采取人工的方式挖除樁頂以上土層及施工質(zhì)量較差的樁段。施工過程中，使攪拌樁樁機底盤保持水平狀態(tài)，導向架保持豎直狀態(tài)，將樁位偏差控制在樁徑的20%以內(nèi)，將攪拌樁的垂直度偏差控制在1%以下，同時確保成樁直徑和樁長達到或略大于設計值。此外，使用水泥之前對其進行過篩處理，確保準備好的漿液不存在離析問題，并對拌制水泥漿液的灌數(shù)、水泥、外摻劑用量等進行詳細記錄。

3.3 質(zhì)量檢驗要點

依舊以上述工程施工為例，對軟土路基施工質(zhì)量檢驗要點進行分析。在整個施工過程中，施工團隊重視對水泥攪拌樁質(zhì)量的檢測，在施工過程中實時檢查施工記錄和計量記錄，并對水泥用量、樁長度、攪拌頭轉(zhuǎn)速及提升速度、停漿處理方式等進行重點檢查。成樁一周之后，利用淺層開挖樁頭的方式進行質(zhì)量檢查，將開挖深度控制在停漿面下0.5m，對攪拌樁均勻程度進行目測檢查的同時，對成樁直徑進行測量，對成樁的檢查比例應達到總樁數(shù)的5%。

此外，成樁一個月之后，進行荷載試驗驗，結(jié)合工點實際情況開展單樁承載力和復合地基承載力載荷試驗，檢測數(shù)量均為總樁數(shù)的0.2%。此外，開展鉆孔取芯試驗，利用雙管單動的鉆機在樁徑方向1/4 的位置進行鉆孔，結(jié)合鉆芯情況對樁完整度及均勻程度進行有效判斷。

4 結(jié)語

綜上所述，道路工程具有施工范圍廣及施工里程長等特點，在施工過程中極易遭遇軟土路基，對其進行有效的加固處理，可以明顯改善軟土路基的各項性能，為工程施工質(zhì)量提供保障，有效預防工程質(zhì)量不達標所引發(fā)的各類交通安全事故。在實際的軟土路基加固處理過程中，施工團隊應合理應用強夯技術(shù)、換填技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)、化學固結(jié)技術(shù)、真空預壓施工技術(shù)及加固土樁施工技術(shù)等處理技術(shù)，并且要精準把握施工準備、施工技術(shù)應用及質(zhì)量檢驗的要點，這樣才能取得更好的施工效果。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員也應當繼續(xù)深入研究軟土路基加固技術(shù)，以期更好地簡化施工流程、降低施工成本和提升施工效果，有效加固軟土路基，延長道路工程的使用壽命。