特殊土路段道路施工技術與創新實踐

李朝軍

（1.邢臺路橋建設集團有限公司，河北 邢臺 054001；2.河北省鋼混組合橋梁技術創新中心，河北 邢臺 054001）

1 引言

路基承受著道路建筑材料的自重和路面重力以及由路面傳遞而來的行車荷載，是整個道路結構的重要組成部分，也是影響道路使用壽命和行車安全的關鍵因素。土方路基、石方路基和土石混填路基施工過程容易控制，質量也較為穩定，而如果對特殊路基處理不當將會帶來災難性的破壞。

2 特殊土的分類及特點

常見的特殊土層包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土、風積沙及沙漠路基等。軟土具有天然孔隙比大、天然含水量高、抗剪強度低、壓縮性高、固結系數小、透水性差等特點；濕陷性黃土具有高空隙比、大孔隙的結構特性，在遇水浸泡和承受一定壓力的雙重作用下，黃土結構會發生明顯破壞，造成垂直沉陷變形；膨脹土親水性較強、自由膨脹率高，具有明顯的失水收縮、吸水膨脹特征；鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱；風積沙和沙漠路基顆粒松散，具有粒徑小、保水性差、強度低，無黏結性等特征。

3 特殊土對道路工程的危害

若在道路施工中，對特殊土處理不力、工藝不當，極易造成路基沉陷、路面開裂等道路病害，嚴重影響道路行車安全和使用壽命。軟土遇水后容易造成浸水沉降、剪切拉裂等問題，引起路面大面積開裂、凹陷、坍塌等；膨脹土易造成溜坍、滑坡、深陷變形、縱裂等病害；濕陷性黃土易造成地基下沉，路堤邊坡在雨水作用下容易產生沖蝕、坑穴，路塹邊坡易發生變形；凍土對溫度極為敏感，極易造成建筑物的凍脹和融沉；鹽漬土具有較強的吸濕、溶失、松脹和腐蝕，易造成凍脹、翻漿、溶蝕當病害；沙漠地區容易出現沙害、水毀等，沙害主要有風蝕和沙埋，水毀主要有沖刷、沖毀、不均勻下沉。

4 特殊土路段道路施工常用的處理方法

如道路建設無法避開特殊地質路段時，必須針對不同的地質特性采取有效的治理措施，避免道路翻漿、沉陷、坍塌、凍脹等破壞，提高道路使用能力和使用壽命，有效降低因質量問題帶來的安全風險。

4.1 軟土路段

在軟土路段進行道路施工，需要先對軟土進行處理，主要處理思路有排水固結和復合地基兩個大類，常用的處理方法有表層處理、換填、強夯、沖擊壓實、垂直排水固結等，具體可采取置換土、置換砂墊層、拋石擠淤、塑料排水板、袋裝砂井、反壓護道、粒料樁、CFG 樁、土工織物加固等措施。施工時，應滿足安全可靠的要求外，還應綜合考慮工程造價、施工技術和工期等因素，選擇一種或數種方法綜合應用。

4.2 濕陷性黃土路段

濕陷性黃土治理的首要任務是排出地表水，防止其下滲，以及地下水浸泡路基。應采取相應的攔截、排除、防止措施。地下排水構造物必須做好防滲處理。除采用前述措施以外，還可根據濕陷性黃土的地質特性、應用環境和道路要求，因地制宜地采取淺層處置、強夯處置、沖擊碾壓、擠密法、注漿加固法等措施進行相應的加固處理。

4.3 膨脹土路段

要對膨脹土進行科學評判，精確分類，根據分類制定相應的處理措施。在膨脹土路段修建高速公路、一級公路時，原地面必須進行處理。強膨脹土不應作為路基填料；中等膨脹土經過摻拌石灰等材料改良處理后可以作為填料，摻灰處理后，膨脹土的膨脹率接近零；弱膨脹土可根據道路等級、氣候條件、水文狀況加以應用，對于直接使用中、弱膨脹土填筑路堤時，應及時對邊坡及頂部進行防護；在進行膨脹土路塹開挖時，應自上而下進行，邊開挖邊防護。膨脹土路段施工宜避開雨季，做好排水設施，不得出現雨水浸泡。

4.4 滑坡地段

路基滑坡會直接影響道路結構穩定和安全，必須做好地下水和地表水的處理。對于滑坡的處治，應綜合分析滑坡的地形分布、滑坡體、滑動面的構造、滑動體的土質及飽水情況，以便充分掌握滑坡體的形式和形成原因，科學研判、精心設計預防滑坡產生的專項方案和施工措施。滑坡防治措施主要有排水、力學平衡和改變滑帶土3 類。需要注意的是，滑坡防治要遵循預防為主，防治結合的原則。在滑坡體未進行整治前，嚴禁在滑坡體上增加荷載。對于已發生滑坡的地段，應采用修建擋墻、反壓土方等方法處理。

4.5 沙漠地段

施工前，要對填料進行物理指標試驗和標準試驗，因沙漠地區水源缺乏，需要采用推土機或壓路機進行干法施工，施工中應嚴格控制工藝參數和機械組合，通過振動使顆粒重新排列靠攏，從而提高土的密實度。雖然沙漠地區降雨少，但依然要做好防水和排水措施。另外，在沙漠路段施工如不做好防護，路面會隨時被流沙吞沒，因此，必須設置立體防護，可采用4 層防護網：在公路兩側約150 m 距離處設置阻沙柵欄，阻止遠處的風沙大量涌入沙漠公路；采用堅韌的土工布通過立柱支撐設置成高沙障；在沙漠路基邊坡設置草方格防護，在前3種防護形成基礎上設置紅柳、梭梭樹等高耐旱植物防護，形成沙漠公路綠化帶。

4.6 鹽漬土路段

在鹽漬土地區修筑道路，要綜合考慮當地鹽漬土的水鹽狀態，確定合適的最佳施工季節。鹽漬土段地基處理要分段連續一次施工完成，中間不可間斷。在設置隔離層的路段，要一次做到隔離層頂部，避免路基發生鹽漬化和形成新的鹽殼，同時要做好排水系統，避免浸水溶化造成路基破壞。

5 軟基處理創新實踐

隨著新材料和智能化技術的發展，我國在軟土地基處理方面也出現了一些新材料和新工藝，為提高道路施工質量提供了技術支撐和材料保障。

5.1 新材料應用方面

5.1.1 土壤固化技術

國內已有多個項目采用固化劑對軟土進行固化處理，形成具有滿足強度要求的板體道路。研究表明：固化劑可使土體顆粒之間的連接更為緊密，同時能夠包裹在土顆粒周圍，包覆在顆粒外層的憎水因子能夠有效阻斷附著的水膜，促進顆粒致密凝聚，降低自由水的毛細作用，同時能夠提高路基抗水毀能力，保證道路整體穩定性，固化劑分為水劑和粉劑兩種形式[1]，均勻灑布后采用路拌法將固化劑與土壤充分混合，采用壓路機組合進行壓實作用，需保證壓實度滿足設計要求。

5.1.2 EPS 輕質路基

EPS 為聚苯乙烯泡沫，是一種高分子聚合物[2]，具有吸水性小、保溫隔熱、質量輕、強度高等特點，國內外將其制作成模塊化當作路基填料，頂面用鋼筋混凝土做蓋板，有效解決了橋頭跳車、路基沉降等問題。同時該材料具有較強的自立性能、施工速度快，無須使用大型設備，對解決軟弱路基、橋頭跳車、路基失穩、新舊路基拼接等易出現病害的地方有較好的處理效果。

5.1.3 泡沫輕質土路基

泡沫輕質土，是用物理方法將發泡劑水溶液制備成泡沫，與必須組分水泥基材料、水、摻合料、外加劑按照一定的比例混合攪拌，并經物理化學作用凝結硬化形成的輕質微孔材料，以此材料進行路基填筑、臺背回填、坑穴處理和軟土地基處理等，該材料具有高強、輕質、耐久、經濟、綠色等特點，且施工快速、便捷，施工前僅需要澆筑擋墻或安裝面板，具有直立性，可垂直填筑，無須放坡，無須大型設備，也不需要振搗，成型快，無沉降，橋梁使用可有效減跨，路基使用可加大降低承載力要求，坑洞處理能有效保障密實。

5.2 新技術應用方面

5.2.1 粒料樁智能打樁技術

軟土地基可采用粒料樁進行處理。傳統的粒料樁施工作為隱蔽工程，過程和質量不可控，而在新疆S21 阿烏高速軟土路基中將粒料樁進行智能化改造，采用北斗定位系統、可視化操作平臺與打樁機結合，可實時監測樁體深度、偏位、插入深度、粒料灌入量等，將隱蔽工程通過可視化全過程跟蹤的方式展現給施工、監理、業主和監督單位，有效確保了粒料樁的成樁質量，降低了因成樁質量問題帶來的返工風險和巨大損失。

5.2.2 PCC 樁復合地基

該技術是在振動沉管和預應力管樁等基礎上發展形成的一種新型的樁基施工技術，具有振動沉模、自動排土、大直徑、樁靴活等特點[3]。其成樁由兩層同心鋼管組成沉模結構，沉模前底部套穿樁靴，在振動下沉中自動排土，形成環形空腔結構，后澆筑混凝土，然后振動提管，在土體中形成混凝土管樁。

5.2.3 漿固碎石樁復合地基

該技術是注漿技術與碎石樁技術相結合形成的一種新方法，是利用鉆機按設計樁徑鉆孔至設計樁底標高，放入導向管和注漿管，投放帶有級配的石料，在投放石料的時，用注漿管灌水清洗樁孔，待石料投放完成進行注漿固結，形成具有一定強度的樁體。

5.2.4 樁板式地基

該技術由鋼筋混凝土下部結構與上部鋼筋混凝土承載板組合而成，樁基礎和承載板都在專用加工廠預制，運輸至現場裝配化施工，可快速建造無土路基，是道路建造工業化的主要方向。該結構剛度較大、工后沉降小[4]、施工速度快，同時無須設置邊坡，可極大地節約土地指標，綜合成本較低。

6 結語

國內外道路病害大多是因超載或水害造成的路基破壞，進而形成道路結構的整體性破壞，因此，地基是道路穩定性和耐久性的關鍵，從業人員要高度重視路基施工質量控制，特別是對特殊地基的處理，更要嚴格按照標準規范實施材料檢驗、施工控制和質量驗收，同時要積極開發路用新材料、新技術和新裝備，大力發展人工智能在道路建造中的使用，減少人為干預，提高建造質量，為服務交通強國貢獻力量。