公路軟土路基的標準化施工處理技術探討

陸騰飛

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著城市化進程的加速，公路交通建設面臨諸多挑戰，尤其是在軟土地區的公路建設。軟土因其特殊的物理和化學特性，如高含水率、低承載力，給公路基礎建設帶來了諸多難題。有效處理軟土路基問題，不僅關乎公路的使用壽命和安全性，還直接影響到工程的經濟效益和施工進度。因此，研究和應用標準化的軟土路基處理技術，對確保公路建設項目成功具有重要意義。

1 工程概況

某公路全長8.5 km，寬度為12 m，是一條連接兩個縣城的二級公路。該公路路基存在軟基路段，其中軟土層平均厚度為4.35 m，平均壓縮模量為12.58 MPa，具有較高的含水率和較低的承載力。在地質調查中，該路段的軟土層含有大量有機質，平均有機質含量為8.2%，且在雨季易受水害影響，導致路基穩定性差和維護成本高。該公路所在地區降雨量呈季節性分布，年均降雨量大，特別是在每年的6月—9月，高強度降雨期間，軟土路基的水分含量顯著增加，對路基的穩定性構成挑戰。

2 施工挑戰

2.1 土質不穩定性和高含水率

該公路項目所在區域的軟土層平均含水率高達62.5%，遠高于一般土壤的含水率標準。此外，有機質含量為8.2%，這使得土壤的壓縮性和流動性增加，對路基的穩定性構成了嚴峻挑戰。該公路軟土路基的基本物理特性如表1 所示。

表1 軟土路基基本物理特性

在施工期間，這種高含水率的軟土對傳統壓實方法的有效性構成挑戰，因為水分的過量會導致壓實后土壤體積快速回彈。為了應對這一問題，需采用特定的預壓實技術，如使用重型壓路機進行多遍壓實，確保壓實深度和均勻性，其中每遍壓實需達到土層深度的60%以上。此外，還需要設置臨時排水系統，如采用垂直排水板，以加速土體預壓期間的固結過程。

2.2 環境與氣候條件的影響

該公路所在區域的年均降雨量大，特別是在6月—9月的雨季，頻繁的高強度降雨使得軟土層的水分含量增加，進一步加劇了路基材料的不穩定性，雨季軟土路基含水量情況如圖1 所示。

圖1 雨季軟土路基土層含水量情況

施工期間，這種氣候條件要求施工計劃必須具有高度的靈活性和應變能力。為此，需實施高效的現場水管理措施，如建立臨時排水溝和安裝排水泵，確保施工區域的有效排水，避免施工停滯。同時，針對預測到的極端天氣，施工方案中應包含可調整的工作時間表和緊急停工預案。具體來說，需在雨季到來前完成至少50%的地基處理工作，以減少雨水對軟土穩定性的負面影響。

3 軟土路基標準化施工處理技術

3.1 預處理技術

在該公路，針對軟土路基進行的預處理技術集中于排水預壓和化學固化處理。首先，排水預壓技術通過安裝垂直排水板，實現軟土層的快速脫水，提高土體固結度，其具體要求可見表2。

表2 軟土路基排水預壓技術要求

其次，化學固化處理中，采用聚合物和硅酸鹽混合劑的投加比率為8 kg/m3，旨在通過化學交聯增加土壤的抗剪強度，有效降低后續維護頻率和成本。這兩種技術的聯合應用，不僅提高了軟土路基的承載能力，也優化了施工過程中的時間效率和經濟性，確保了工程質量滿足長期使用的嚴格要求。

3.2 施工期間的處理方法

深層攪拌法通過將水泥與軟土混合，形成直徑為0.75 m、深度4.35 m 的攪拌樁，樁間距設置為2 m，其施工流程如圖2 所示。使用的水泥稠度控制在標準稠度的60%左右，確保混合物的均勻性及適當的流動性，從而實現土壤的均勻改良。攪拌過程中，采用連續進給系統，每根樁的施工時間約為40 min，保證混合徹底且樁體結構均一。

圖2 深層攪拌法施工流程

預壓加固技術遵循《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》（JTG/T D31-02-2013），在改良土層上施加均勻的預載荷，壓力設定為50 kPa，覆蓋整個待處理區域，以預壓板進行，壓實時間根據初步的地質反饋設定為30 d。該方法通過持續的載荷作用促進土體進一步固結與排水，預壓板的尺寸與材質均根據實地條件和預期荷載精心選取，以實現最佳的加固效果。

生物技術改良按照《公路軟土地基路堤設計規范》（DB33/T 904-2021）進行，這種生物酶為基礎的土壤穩定技術，通過注入生物酶溶液改善土壤結構。生物酶的使用量按土體容重計算，平均每立方米土體注入0.2 L 的生物酶溶液。注入過程采用高壓注射法，確保生物酶均勻分布于待處理土層中。注射點間距為1 m，形成覆蓋整個施工區的注射網格。

3.3 施工后處理與維護

性能監測與評估：項目完工后，安裝了土壓力傳感器和沉降板，用于實時監測路基的承載力和沉降情況。傳感器的安裝深度為每隔1 m 一層，覆蓋整個路基深度，每層安裝5 個傳感器，均勻分布于路基寬度。這些設備按照《公路土工試驗規程》（JTG E40-2020）進行標定，確保數據的準確性和可靠性。數據采集系統每月自動記錄并上傳至中央監控系統，用于分析路基性能變化趨勢，以便及時調整維護策略。

長期維護策略：根據路基監測數據，制定并執行定期的維護計劃，包括排水系統的清理和檢修，以及路面的檢查和修復。排水系統的檢查頻率為每6 個月一次，特別關注排水管的堵塞情況和排水效率，確保排水系統的暢通無阻。路面檢查包括表面裂縫、坑槽及其他潛在病害的定期檢測，每年進行一次全面檢測，根據《公路養護技術標準》（JTG 5110-2023）規定的標準進行。維護過程中，所有發現的問題均按照制定的維護手冊進行修復或調整，以保持路基和路面的最佳性能狀態。

4 公路軟土路基標準化施工特殊情況下的應急處理

4.1 水害應對措施

考慮到雨季強降水的頻繁發生，公路施工面臨的主要特殊情況之一是水害。為此，特別針對高降水量帶來的水害問題，采取了一系列基于《公路養護技術標準》（JTG 5110-2023）和《排水瀝青路面設計與施工技術規范》（JTG/T 3350-03-2020）的應急措施。為有效應對雨季引發的水害，施工區每50 m設置一組移動排水泵，具備1500 m3/h 的排水能力，配備直徑200 mm 的排水管，以快速降低地面積水。此外，所有排水設施設計考慮了最高預計降雨量的20%增幅，以應對極端氣候事件。施工現場還安裝了水位監測設備，監測裝置每15 min 更新一次數據，能夠實時監控降雨量及地下水位變化。在降雨預測超過10 mm/h 時，自動啟動全部移動排水泵，預防積水對軟土路基產生侵蝕或水壓破壞。

4.2 軟土流變處理

在軟土路基施工中，另一特殊情況是軟土流變現象，特別是在重載機械作業時。為應對此情況，本項目嚴格遵循《公路路面基層施工技術細則》（JTG/T F20-2015）及《土工合成材料應用技術規范》（GB/T 50290-2014），采取了一系列地基加固措施。為有效防止軟土在重載作用下的流變和穩定性差問題，項目中使用了高強度聚合物地網，這種地網具有最高100 kN/m 的抗拉強度，網格尺寸設為50 cm×50 cm，能有效分散施工載荷，減少土體位移。在施工前，對軟土區域進行生物酶處理，每立方米土體注入生物酶溶液0.25 L，這種生物酶具有改善土壤粘聚力的功能，增強土壤結構的穩定性。此外，整個施工區域均布設有土壓力傳感器，每隔10 m 設置一點，實時監控土壤壓力變化，一旦檢測到壓力異常即可迅速采取措施，調整施工策略。

4.3 施工安全事故應急預案

為了應對可能發生的施工安全事故，嚴格依據《公路工程施工安全技術規范》（JTG F90-2015）和《公路交通突發事件應急預案》（交公路發〔2009〕226 號），制定了一套詳細的應急預案。預案中包括了緊急撤離路線、安全避難區的設置及緊急救援物資的儲備。在施工區域每100 m 設有顯著標識的安全撤離通道和配備救援物資的避難點，每個避難點儲備有救生繩、救援背心及急救包等應急物資。此外，所有施工人員均配備了帶有GPS 定位功能的安全頭盔，以便在事故發生時快速定位并組織救援。施工機械裝備有土壤壓力傳感器，每隔5 min 自動上傳數據到中央監控系統，系統配置有自動警報功能，一旦檢測到異常壓力即觸發警報，并立即啟動應急預案。這些措施確保了在發生安全事故時，能夠迅速有效地進行應急響應，最大限度地保護人員安全并減少事故損失。

5 結語

文章系統探討了某公路軟土路基的標準化施工處理技術。通過對預處理技術、施工期間的處理方法，以及施工后的維護和特殊情況下的應急處理進行詳細分析，展示了各種標準化技術的具體應用，還針對實際施工中遇到的挑戰提供了科學合理的解決方案。這些成果將對類似軟土地基的公路工程提供寶貴的參考，有助于提高工程質量，確保公路的長期穩定性和安全性。