探討公路路基路面施工中的軟基處理

賈朝安

（中交一公局集團有限公司,北京 100000）

0 引言

軟土路基中含有大量的松軟土，雖然不同區域軟基組成和結構各有不同，但都具有含水量高、滲水性差、強度低等劣勢。在公路建設工程中，受到軟基的影響，很容易導致路面鋪筑無法成型、軟基變形等問題，影響路面的穩定性；或在后續公路運行期間，出現承載力差、公路使用壽命縮短等問題，嚴重影響交通安全。因此，公路路基路面施工中，軟基處理加固是必需環節，對保障公路質量意義重大。

1 當前公路路基路面施工中軟基處理存在的問題

1.1 前期勘察不到位

公路路基路面施工工作中，軟基處理要基于地質條件進行，充分分析地質特征，掌握數據信息，才能確保軟基處理工作的質量與效率。但在目前實際工作中，前期勘察工作仍然欠缺。一方面，建筑單位缺少對地質勘察工作的重視，在測量分析過程中，缺少管理標準，導致勘測不夠規范，勘測結果不夠合理。另一方面，勘測不夠全面，僅對工程區域勘測，缺少對周邊地質環境的深入分析，使得后續軟基處理對環境造成不良影響。

1.2 技術選擇不科學

公路路基路面施工中，軟基處理包括多種不同的技術方法，科學選擇技術方法是確保軟基處理效果的關鍵。但目前，部分施工單位在設計軟基處理方案時，仍然欠缺擇優意識，對軟基處理技術的選擇不夠合理。部分所選擇的技術方法適用性較差，未根據軟基實際狀況選擇最優的加固技術，或是所選擇的軟基處理方法僅考慮質量，忽略經濟性因素，造成成本消耗高、施工周期長的問題。

2 公路路基路面施工中軟基處理技術方法

2.1 表層處理技術

表層處理技術主要在軟基澆筑前期，利用設備改變軟基水分基礎，可提高粉底的穩定性。礫石墊施工階段，可使用吸收性、防潮性較強的材料，如石灰石，降低粉底中的水分含量。在此基礎上，結合施工要求，選擇合適的材料，注意材料的配比，避免出現材料不合理混合，降低其質量等問題。利用表層處理技術，對軟基進行排水，選擇適當的位置建立溝渠，基于現場施工環境和其他因素，確立合理的溝渠規格和尺寸，確保將水分充分、有效引出，提高地基的質量與穩定性。

2.2 換土墊層法

換土墊層法主要是利用其他地區土質較好的土壤更換軟基區域土壤，降低土壤的含水量，提高土壤質量，以此處理軟基問題。在施工過程中，需首先注意對選定填充土的質量進行檢查，確保其符合土壤更換標準。其次，施工部門要深入分析并嚴格控制軟土挖掘深度，最大程度地保障軟土換填質量。換土填筑的過程中，要按照分層填充的方式進行，確保填充效果，保障公路路基質量。圖1所示即為換土墊層法。

圖1 換土墊層法

2.3 排水固結法

排水固結法在軟基處理中，對環境要求相對較高，并非適用于所有的軟基處理。通常情況下，為了保證排水固結法的作用，使其在軟基處理中發揮優勢，施工人員需在天然土體當中設置豎向排水井，并在其中孔隙較小的區域使用砂墊層，提高排水固結水平。在實際應用過程中，排水固結法經濟效益較高，施工速率較快，因此常應用于路面搶修施工當中。

2.4 強夯加固技術

強夯加固技術目前常見的形式包括樁式置換和整式置換，在實際應用過程中，容易受到墊層、砂井等條件因素的影響，只有加大監管控制力度，才能確保技術發揮其作用，提高軟基的承載力。強夯加固技術操作水平較低、施工過程簡捷、適用性較強，但相對而言，經濟性較低，所以通常被使用于工期或軟基處理時間有所限制、施工規模較大的公路路基路面施工當中。

2.5 預應力管樁施工技術

預應力管樁施工技術通過控制軟基含水量和沉降問題，以提高路基路面穩定性。在此過程中，必須充分保障技術工藝的質量，注意以下幾點內容：①明確軟基的范圍和具體位置，為預應力管樁施工提供前提條件；②工作人員準確測量軟基相關數據，通過數據分析確定管道安裝位置，確保該技術的穩定運行，保證技術質量[1]；③樁結構應在測量文件位置基礎上進行，結合施工現場環境特征，嚴格依據工程施工要求標準，調整施工技術，發揮其在延性地基中的加固作用。

2.6 粉煤灰碎石樁加固技術

粉煤灰碎石樁加固技術是當前軟基處理中使用最為廣泛的技術類型，且已發展至較為成熟的階段，在軟基加固中發揮著重要的作用。粉煤灰碎石樁加固技術通過將粉煤灰、水泥、廢舊石屑和水按一定比例相混合，得到黏結性較高的材料。將配置好的材料灌入軟基當中，使得內部結構間相互連接，形成復合型地基，發揮其隔水作用，對軟基進行加固。粉煤灰碎石樁加固技術不僅有利于提高公路路基路面的穩固性，還具有較高的經濟性。圖2即為粉煤灰碎石樁加固技術。

圖2 粉煤灰碎石樁加固技術

2.7 現澆混凝土管樁施工技術

混凝土在公路路基路面施工中必不可少，利用現澆混凝土管樁施工技術，可有效優化軟基的結構，對軟基進行加固，解決其中存在的不良問題。在技術不斷發展和優化的環境下，現澆混凝土管樁施工技術可結合預應力混凝土管樁和振動沉管樁，提高防滲墻的防滲性能，使其應用在更高規格的工程施工中。通過該技術還可有效實現淤泥加固效果，避免地基沉降問題。

3 提升公路路基路面施工中軟基處理水平的對策

3.1 加強地質勘察

為了提升公路路基路面施工的科學性，提高軟基處理水平，根本在于加強地質勘察，由施工單位、建設單位共同加強對施工現場及周圍環境的地質勘測。一方面，設計單位、施工單位應重視地質勘察任務，以嚴格的管理標準確保勘察工作的準確性和全面性。另一方面，施工單位應安排專門人員對施工周圍地質進行勘察，全面了解相關情況，再進行軟基處理工作。基于地質勘察情況，技術人員要重點對巖石的軟硬度和土層結構進行劃分[2]。比如，在公路工程前期地質勘測結果顯示“某路段下方存在軟巖”，技術人員需深入分析，掌握數據信息，設置更具針對性的支護措施，確保軟土地基的穩定性。并在此基礎上，加強對土層的構成的劃分，重點勘測劃分淤泥土、松散填土層等在公路施工及投入使用后更容易產生沉降的土層，以避免這些土層顆粒間存在的空隙影響地基的密實度。為了避免公路投入使用后，在長時間受到荷載作用力的情況下，土層被不斷壓實，出現沉降裂縫等問題，嚴重影響公路壽命和行車安全，加強地質勘察是根本對策。

3.2 充分考慮載荷水平

公路路基路面施工和軟基處理施工中，應充分考慮路面的載荷水平，以此作為基礎，保證軟基處理的合理性。施工期間，以各參數標準為依據，對照施工圖紙，保證工程高質量完成。考慮路基路面載荷水平，重點收集以下幾方面載荷：

（1）豎向荷載。公路投入使用后，路基承受的主要荷載即為豎向荷載。依照我國相關規定，計算車輛荷載時應以bzz-100標準進行。以固定值0.7 MPa作為適用的車輛標準胎壓。在收集期間，考慮到車輛荷載會優先直接作用于路面，經過基層逐漸傳遞到土基端。基于此，計算豎向荷載值時，技術人員重點收集公路平均輪壓值擴散至土基的值，并按實計算[3]。

（2）動荷載。公路投入使用后，過往車輛在公路上行駛時，會產生一定振動。在此期間，公路路面基本都會出現一定程度的凹凸不平現象，程度各有不同。行駛車輛受到“顛簸”之后，同樣會產生振動。這種通過振動對路面路基造成的作用力即為動荷載。在計算時，一般選用1.1～1.3的動荷載系數固定值。

（3）水平荷載。車輛行駛在上下坡時，為了維持速度的合理性，駕駛人通常會采取“給油加速”或“剎車減速”的方式進行調整。在這一調整的過程中，車輛會對路面產生水平方向的作用力。基于此，針對上下坡區段的路面路基進行施工時，還應精確計算出抗剪切強度。

3.3 全面確定各項參數

（1）地基處理標準。軟土地基的處理標準與常規地基處理標準基本一致，但相較而言，軟土地基處理施工難度卻遠高于常規地基。為了保障施工質量，軟土地基處理標準通常包括以下幾方面：

1）確保軟土地基處理后，各相關參數滿足所在路段基礎承載力的要求，且其地基容許承載力超過120 kPa。除車輛行駛的路面外，公路邊緣的人行道、綠化帶的地基承載力應該控制在100 kPa之上。

2）軟土地基處理中，路基頂面的回彈模量應該始終控制在35 MPa之上。

3）經相關處理，不同路段的沉降控制標準應該滿足相應的要求。如一般的路基段，處理后的容許沉降高度最大值應達到0.3 m；橋頭段的最大沉降值不能超過 0.1 m。

（2）確定相關參數。施工參數的確定，重點考慮地基承載力、邊坡穩定度和沉降等方面。以復合地基的地基承載力參數確定為例，包括多種不同的計算方法。

1）彈塑性分析法：

式中，Cs、φs——土層的抗剪強度指標，均為常數，可直接選用公路工程項目規劃書中給出的數值；γ——土層的重力密度（kN/m3）；h——所計算位置的深度（m）。在實際應用中，若采用打樁方式處理軟基，樁頂的承載力較小，因此其整體呈現出彈性狀態，此時樁頂壓力越大，碎石樁越會向側面膨脹，周圍的土體便會出現塑性區。當碎石樁逐漸達到單樁所能夠承受的極限承載力時，樁周的土體會隨之逐漸達到極限的平衡狀態。通過這一假設理論，可以推導出樁周圍土體對碎石樁產生的極限約束力，而這種約束力便是完成軟土地基處理后的公路路段的地基承載力。

2）Brauns方法：

式中，δs——樁周土體表面的實時荷載值（主要取完成軟基處理后對應的荷載值）（kPa）；δ——公路滑動面與水平面之間形成的夾角。在具體計算時需要注意，δs的取值并不是固定的，理論上存在δs=0的情況。在這一計算方式下，假設以碎石樁為軟基處理方法，在豎直載荷點作用下，周圍土體會出現側向變形，與彈塑性分析法相似，但計算的切入角度有所不同。在此方法下，技術人員還需測量周圍土體的膨脹破壞長度，根據碎石樁的半徑參數，對其具體值加以計算確定，進而推導出碎石樁周圍土體達到“被動極限平衡”時的極限平衡條件，最終計算出極限約束力相關參數[4]。

3）墊層擴散法。墊層擴散法主要針對換填處理法下的軟土地基相關參數計算。計算軟基沉降的方法為分層總和法，計算路堤邊坡穩定性進的方法為圓弧滑動法。

3.4 科學選擇處理技術

在科學技術的不斷發展下，軟基處理技術也開始多樣化發展，為公路路基路面施工中軟基處理提供了更多的選擇。為了確保公路路基路面施工的合理性，科學選擇軟基處理技術至關重要。施工單位應首先根據工程施工要求和周期規劃，對比分析并選擇合理的軟基處理技術，確保該技術在應用過程中能夠如期完成處理任務，保證軟基處理的質量。其次，施工單位應充分考慮技術的經濟效益，根據工程投資規劃進行科學選擇，避免因技術選擇不當增加工程施工成本。

3.5 提高施工人員專業能力

施工人員的專業能力直接決定軟基處理施工效果，在處理技術多樣性的環境下，不同的公路路基路面施工項目有著不同的施工要求和重點，施工人員必須具備較高的專業能力素質，并具備豐富的經驗，才能針對施工工程制定更加合理、準確的處理方案。在工作中，應加強施工人員培訓，使其在了解學習專業知識、相關法律法規的基礎上，多加實戰演練，提升現場分析和應用能力，全面提高軟基處理水平和路面施工效果。在此基礎上，激發施工人員的創新意識和能力，并為其提供創新模擬實踐環境，使得施工方案更具創新性、專業性和科學性，不斷提升公路路基路面施工中軟基處理水平。

4 結論

綜上所述，軟基處理是公路工程建設中必須解決的重點問題，直接關系到公路后期運行質量和交通出行安全。在公路路基路面施工中，軟基處理方式多種多樣，包括換土墊層法、強夯加固技術、粉煤灰碎石樁加固技術等，在應用中各具特點和優勢，且作用效果各有不同。為了提高軟基處理質量，還應加強地質勘察、充分考慮載荷水平、全面確定各項參數、科學選擇處理技術，采取科學監管措施，充分發揮軟基處理技術作用，確保公路建設順利進行。