公路施工中軟土路基的施工技術研究

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節。由于軟土路基的土質具有觸變性、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，以提高公路的穩定性和延長使用壽命是公路施工的一項重要任務。軟土路基施工技術的實施需要結合實際情況，選擇合適的處理方法和技術，以提高路基的強度和穩定性。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要點得以落實，以確保公路路基工程的高質量開展。

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。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，因此它們容易發生沉降和變形。當建筑物或其他結構物建造在軟土路基上時，特別是在高負載條件下，地基可能發生較大的沉降和變形，這可能導致結構物被破壞或影響其正常使用。

1.2 穩定性差

軟土路基的穩定性受多種因素影響，包括土壤性質、外部環境等。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，因此它們容易受到外部因素的影響，如地震、降雨等。在地震等自然災害發生時，軟土路基可能發生較大的變形和移動，從而導致地基失穩，對建筑物和結構物的安全造成威脅。

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構物的不同部分產生不同的沉降量，從而引起建筑物發生傾斜、開裂等現象，嚴重時可能導致結構物的破壞。這種不均勻沉降通常會在建筑物或結構物的不同部分之間產生明顯的差異沉降，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。

2 軟土路基施工技術在公路施工中應用的必要性

軟土路基施工技術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，提高其承載力和穩定性，是保證公路施工質量和安全的關鍵。其次，軟土路基施工技術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，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定性和耐久性。最后，軟土路基施工技術在公路施工中的應用還可以提高施工效率和質量。軟土路基的處理需要針對不同的地質條件和工程需求進行定制化的解決方案，這需要專業的技術人員和先進的設備。通過應用軟土路基施工技術，可以更好地解決這些問題，提高施工效率和質量[1]。

3 公路施工中軟土路基的施工技術分析

3.1 排水固結法

排水固結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，提高土層的固結程度和強度。在實際施工過程中，排水固結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的礫石土層，并安裝了適當的排水管道。然后，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速度，提高地基的承載力[2]。

在排水固結法的具體使用中，需要注意以下幾點：一是確保排水系統的設計與施工符合規范要求，包括排水管道的材料選擇、布置方式、施工質量等方面；二是軟土路基的排水系統應具備足夠的排水能力，以確保路基內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法時，應根據實際情況選擇合適的固結材料，如砂土、石灰等，以提高土體的穩定性和承載力；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，確保排水系統的暢通。

3.2 重錘強夯技術

重錘強夯技術是公路施工中常用的軟土路基施工技術之一，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，使其產生密實變形，提高路基的承載力和穩定性。重錘強夯技術的施工步驟如下：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。第三，根據路基的大小和形狀，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，夯擊作業中，應定期進行質量檢查和測試，并根據測試結果，及時調整夯擊參數，確保施工質量。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，應進行路基的養護和加固工作，包括路面的鋪設、排水系統的建設等。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。試驗結果表明，經強夯的地方在強度上得到明顯的提高。同時，與未進行強夯的區域相比，沉降量也明顯減少，這表明重錘強夯技術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

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，并在灌注過程中充分攪拌，使水泥與土發生化學反應，形成凝膠體，將土顆粒凝結在一起形成一種穩定的結構整體（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定性，施工步驟如下：

第一，確定施工范圍和定位，清理施工區域，確保施工現場的安全。

第二，使用攪拌樁機進行鉆孔，鉆孔的深度和直徑根據設計要求確定。鉆孔過程中，樁機通過旋轉攪拌樁桿，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，保持孔內的混凝土不沉降。

第三，在鉆孔過程中，同時進行注漿作業。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定性，增加樁體的承載力。注漿的漿液壓力和注漿量應根據設計要求進行控制。

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

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構物連接緊密，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，需要根據具體工程情況和設計要求進行施工方案的制訂和調整，以確保施工質量和安全。

3.4 擠密技術

擠密技術是通過樁孔內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、對環境有一定影響等。因此，在選擇使用擠密法時，需要根據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境保護和資源利用等方面的問題，實現可持續發展。

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定性。目前常用的換填法主要是開挖換填、拋石擠淤。回填時可以采用分層填筑、分層壓實的方法，確保每層填筑的質量和穩定性。這種方法的優點是可以徹底改變地基土的性質，提高地基的承載力和穩定性，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域。這些地區由于長期積水，地基土含水量較高，土質松軟，常規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，確保硬殼層的穩定性和承載力。

4 軟土路基施工技術的實際應用

4.1 工程概況

該公路工程全長15km，寬度為24m，經過的軟土路基路段長達3km。軟土路基的土質條件主要是由淤泥質土、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

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 數據分析

在施工過程中，對不同處理方法的施工效果進行了監測和數據收集。

沉降量：經過預壓處理、強夯法、排水固結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：經過預壓處理、強夯法、排水固結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、最經濟。

4.4 案例總結

通過上述案例和數據分析，可以得出以下結論：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，強夯法和排水固結法也具有較高的應用價值。在實際施工中，應根據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 結語

總之，公路施工中的軟土路基施工技術是公路建設的重要環節之一，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并加強工程管理和質量控制，以確保公路建設的順利進行和安全使用。