公路路基路面設計過程中的軟基處理技術

摘要：公路路基路面設計中，軟基是十分棘手的一個問題，通常軟基會引發公路路基路面沉降、變形，甚至會導致裂縫和路面坍塌等一系列問題，嚴重影響公路的正常使用。因此，有效處理軟基問題是公路路基路面設計的關鍵。本文以積石山縣銀川至小關二級公路建設工程為例，分析該段路面的軟基危害與問題處理方法，并提出幾項軟基處理技術，包括回填土軟基處理技術、強夯法、深層水泥攪拌樁處理、輕質土路堤填筑技術以及表層排水軟基處理技術。最終根據公路路基路面的設計情況，選擇對應的軟基處理技術，以期能夠為國內公路工程建設提供借鑒。

關鍵詞：軟基處理技術；公路；路基路面；設計；危害

中圖分類號：U45"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：2096-2118（2024）06-0119-04

Soft Foundation Treatment Technology in the Design Process

of Highway Subgrade Pavement

WANG Limin

（Lanzhou Qianyuan Transportation Planning and Design Consulting Co.，Ltd.，Lanzhou Gansu 730030，China）

Abstract：In the design of highway subgrade pavement，soft foundation is a very difficult problem，usually soft foundation will cause a series of problems such as settlement and deformation of highway subgrade pavement，and even lead to cracks and pavement collapse，which seriously affects the normal use of highway.Therefore，effectively dealing with the problem of soft foundation is the key to the pavement design of highway subgrade.Taking the construction project of Yinchuan-Xiaoguan secondary highway in Jishishan County as an example，this paper analyzes the soft foundation hazards and problem treatment methods of this section of the pavement，and proposes several soft foundation treatment technologies，including backfill soft foundation treatment technology，strong compaction method，deep cement mixing pile treatment，lightweight soil embankment filling technology and surface drainage soft foundation treatment technology.Finally，according to the design of highway subgrade pavement，the corresponding soft foundation treatment technology is selected，in order to provide a reference for domestic highway engineering construction.

Keywords：soft base treatment technology；highway；roadbed pavement；devise；harm

0 引言

國內公路建設在近些年的發展速度逐漸加快，相關技術也隨之進步。然而，工程施工期間仍存在較多問題，其中最具代表性的就是路基路面設計不理想，究其原因，主要在于工程中無法妥善處理軟基。基于此，軟基施工人員需依照施工現場情況具體分析，尋找軟基問題根源，通過軟基的有效處理，降低軟基引發的施工難度，從而實現公路施工穩定性的提升，推動道路運輸業的可持續發展[1]。所以，需要采取有效的軟基處理技術，實現公路路基路面設計效果與工程質量的提升。

1 工程概況

此次項目為關于積石山縣銀川至小關二級公路建設工程兩階段初步設計，項目因社會經濟發展需要和資金籌措計劃，劃分為項目一期和項目二期，項目一期包含主線K0+000～K18+160段、機場連接線、G310連接線。項目一期全線采用設計速度V=60 km/h，路基寬度為12 m的二級公路技術標準，項目一期路線全長37.529 km，其中積石山縣段長21.269 km，臨夏縣段長16.260 km。二期工程為主線K18+160～K36+427，路線起點位于橋頭村，起點樁號為K18+160，與一期工程主線終點K18+160順接，途經癿藏鎮、小關鄉、大茨灘村，最終至終點雷機溝，與在建的積石山縣臥龍溝至尕護林公路（旅游公路）K4+790處相接。因受地形限制，采用設計速度V=40 km/h，路基寬度為10 m的二級公路技術標準，二期工程路線全長18.272 km。其中由于受到臨大高速吊地洼大橋（18 m×30 m）橋墩限制，在主線K18+100～K19+252.979、左幅ZK18+100～ZK19+259.364段，路線分幅下穿臨大高速吊地洼大橋，路基寬度為8.5 m。

此次所選試驗區面積約20 m×20 m，處于振沖碎石樁加固范圍，該區域地層主要為粉質黏土，黏土多為軟塑-可塑狀態，其中上部地層是軟塑狀態，下層是可塑狀態，粉土分布于地面之下5 m，15 m的位置，層厚約1.5 m，粉土主要為中密，搖振反應比較迅速。公路路基路面設計的試驗區域，只有一層地下水，為潛水，該區域主要受大氣降水補給，蒸發是主要的排泄方式，施工過程中，穩定地下水的埋深范圍為1.5 m～2.5 m。

該工程所經區域多為丘陵地貌，且河床處于發育地帶，溝谷河流縱橫交錯，存在排水問題，基石堅硬且穩定。通過實地勘探顯示，該施工區域存在軟基部分，會對路基路面功能產生嚴重影響，甚至會引發一系列病害，對公路路基路面服務功能的發揮極為不利。

2 軟基危害及處理原則

2.1 軟基危害

公路軟基會對公路質量安全產生嚴重影響，極易導致安全事故的發生。作為公路工程相對常見的地質條件，軟基的含水量、壓縮性都非常強，受外界荷載后，極易引發變形問題。由于受軟土性質制約，若公路工程未實施軟基處理，極易出現沉降不均勻、結構穩定性差以及路基路面變形等諸多問題。而且處理軟基存在一定施工難度，該情況與軟基性能不足、內部表現為絮狀結構關系密切。公路施工期間，若未及時有效處理軟基，會對土壤結構造成破壞，很難滿足施工要求，最終影響到后續公路路基路面施工。通過分析軟基抗干擾性能發現，其承載性能較低，一旦變形往往難以及時恢復至正常狀態[2]。

對軟基進行長時間使用過程中，由于外部荷載作用，軟基會嚴重變形，并引發路基路面變形，破壞路面平整度，加大行車危險系數，易引發交通事故。也有部分施工企業在公路工程建設期間，路基路面設計不充分，未對軟基問題進行合理處理，造成路基路面運行期間出現變形、斷裂等問題，嚴重威脅車輛通行[3]。同時，若軟基抗剪強度較差，很難符合路面抗剪強度要求，最終會破壞公路路基路面。此外，路基路面穩定性不足，也會導致出現沉降現象。綜上，在軟基處理工作中，施工人員應基于軟土性質，分析各軟基部分差異，繼而選擇具有針對性的預防措施，降低路基路面斷裂發生率。

2.2 處理原則

公路路基路面施工前，需要全面了解軟土地層地質，依照不同情況，采取最佳的施工方式，尤其是有著復雜地質條件的軟土涂層，需要做到分區管理，同時根據不同分區采取最佳施工方案，以此為基礎，嚴格制定合理、經濟的公路路基施工計劃，歸檔存儲施工人員、材料及機械等信息。工程建設期間，科學施工包含正確選擇施工節點，盡量避免雨季施工，并做好天氣的監控以防止在極端天氣條件下進行施工等[4]。施工期間，必須嚴格根據標準化施工作業與安全操作規程，對物力、人力資源做好科學配置，防止資源浪費。此外，需要合理應用施工設備，以保障工程進度。在軟土層填埋過程中，應確保路堤高度gt;3 m，對周邊填埋物轉移的工作，應確保軟土層的預壓期gt;6個月。

3 軟基處理存在的問題

3.1 施工人員專業素質不足

公路路基路面施工期間，通常需要應用大量專業知識，參與其中的技術人員眾多。但是很多施工與設計單位技術人才都非常短缺，而且施工人員因專業素質難以達到要求，導致一系列現實問題無法及時、有效解決[5]。此外，公路路基路面設計要與工程實際、地質數據相結合，若設計人員在該過程中缺乏專業知識，或有非常強的主觀意識，易引發設計與實際相互剝離，嚴重影響工程質量與施工進度。

3.2 軟基處理工作的關注度不足

公路路基路面施工時，軟基處理技術是一種常見的施工工藝，通常能實現道路總體量的提升，對道路應用穩定性的提升與壽命的延長極為有利。近年來，我國公路交通負荷持續增長，由此提升了對公路建設質量的需求。然而，部分施工單位與設計部門過度追求工程進度與經濟利益，往往會忽略軟基處理工作。在工程實踐過程中，由于沒有實地調查現場地質情況，施工人員很難選擇最佳方式處理地基，由此會對公路應用穩定性產生較大影響，甚至會縮短公路壽命[6]。

3.3 軟基處理方式不合理

近年來，國內公路建設水平呈現持續提升狀態，成果非常顯著。在道路路基設計階段，處理軟基的方式也更為多元化。依照現場施工條件與不同的地質條件，處理軟基要求也有很大差異性。通過全面評估施工場地條件，制定多種軟基處理方案，最終選擇最優方式，以充分發揮軟基施工作用。然而，部分施工人員屬于經驗主義者，在沒有做現場調查的情況下，制定出與實際相脫離的處置方法，致使施工難以達到預期效果。

4 軟基處理技術

4.1 回填土軟基處理技術

現階段，公路路基路面設計選擇軟基處理技術的主要目標在于盡可能保證公路工程施工質量。為實現該目標，應根據軟基特點提高工藝選擇的針對性。在軟基處理期間，首先需要解決回填土軟基處理問題，開發軟基范圍的軟土，換填或風干后處理，然后采用分層填筑法回填；其次，回填與加固工作完成后，通過碾壓機械多次碾壓來增加路面與路基的平整度，以保證施工質量滿足后續施工要求；再次，依照施工規范，科學控制壓路機碾壓頻率，保證回填土碾壓與標準要求相符合；最后，對施工材料質量進行有效控制，防止由于材料問題而影響公路路基路面工程質量[7]。

4.2 強夯法

在公路路基路面設計中，強夯法是比較常見的一種軟基處理技術。強夯前需要開展若干次的試夯試驗，以獲得強夯手段、強夯力度和頻次等參數。例如，軟基夯基力度要采用2 500 kJ，滿夯要采用1 000 kJ，一般設置夯擊點為正方向，保證點和點距離為5 m，確保夯錘面積為4 m2，并保證錘身質量gt;20 t。試夯期間，應對夯基次數與能量數值進行精確把握。在地基土很難有效滲水的情況下，應選擇袋式沙井排水，同時做好強夯工作。第一，設定夯擊點為等邊三角形，自始至終實施點夯，為提高強夯穩固性，必須再夯擊一次，第三次根據夯點的70%實施滿夯，一般三次即可實現土壤的加固。第二，前兩次強夯盡可能達到八次，滿夯后僅需兩次，可由內而外強夯，也可隔行強夯，特別是首次夯擊后，必須停頓一段時間，再開始第二次強夯，依照土質情況，粉粒停頓時間應gt;7 d，黏粒停頓時間應gt;21 d，如果土質具有良好滲透性，那么停頓時間應為3 d。

4.3 深層水泥攪拌樁處理

公路路基路面施工期間，通常會選擇深層水泥攪拌機處理，該技術應用前應提前做好準備工作，各指標滿足施工要求方可施工。且施工過程中應做好以下工作：首先，要豎直懸掛吊錘，保證水泥攪拌樁為豎直狀態，檢查通過后，方可施工。吊掛過程中，應注意將吊錘吊于主機，同時注意吊掛高度，依照設計參數合理調節。其次，施工期間，施工單位與工程監理應強化監督施工質量，根據相關標準進行管理，嚴格做好隱蔽工程與關鍵工程的質量檢查工作，同時要確保水泥等原材料質量[8]。最后，對材料配比進行嚴格控制，做到科學、合理配比，從而為高質量工程施工奠定基礎。

4.4 輕質土路堤填筑技術

近年來，輕質土路堤填筑技術被廣泛用于地基處理施工中，該技術主要優勢在于能夠有效解決路堤沉降問題，使地基自重得以減輕。在路堤填筑過程中，該技術多會選擇泡沫粉煤灰與其他輕質材料，所以該技術所修筑的路堤質量輕，對路基保護較為有利，可有效防止產生沉降問題，而且可進一步控制工程成本。與軟黏土地基處理技術相比，輕質土路堤填筑技術能夠改善公路路面施工質量。該采用物理方式生成泡沫，并與水泥漿混合后，通過泵送系統進行輕質泡沫土的制造。因為該隔熱材料孔隙較多，所以具有良好的隔熱效果。借助該材料進行軟基的處理，不僅便于施工，而且可有效縮短施工時間。若將外加劑、骨料加至水泥基漿，還有助于其發揮更多作用，大幅提升水泥質量。在完成以上步驟之后，對固化泡沫土抗壓強度進行嚴格監測，控制混合材料的養護溫度為20 ℃～25 ℃。

4.5 表層排水軟基處理技術

在軟基土壤內加入具有穩定特性的添加劑，可實現軟基強度的提升，而表層排水軟基處理技術，一方面有助于提升回填土穩定度，另一方面有助于軟基壓縮性能的提升。尤其是路基路面軟基分布不均勻問題，通過具有較強抗拉性能的材料，實現公路路基路面穩定性的提升，對表層排水技術進行巧妙應用，可有效提升路基支撐力，繼而改善其承載能力。對地基表層軟基而言，公路工程設計人員應基于工程實際，合理設計路基路面，由此施工人員方可依照施工方案對最佳表層排水技術進行科學選擇。表層排水軟基處理工藝流程如圖1所示。

5 軟基處理結果

5.1 標準貫入試驗評估

該工程中的公路路基路面軟基處理選擇回填土軟基處理技術和強夯法，強夯前后，開展兩組標準貫入試驗，每組有試驗點3個，處理前后錘擊數均值比較見圖2。0～5 m范圍土體錘數與處理前相比都有所提升，錘擊數增加至20擊。由此可見，多變回填土軟基處理與強夯處理后，軟土被擠密，大幅提升了軟土的承載力，產生硬殼層，有效彌補軟基承載力偏小的不足。深度為6 m～10 m的軟基層土體錘擊數有所增加，說明地基綜合處理對公路路基路面較深層土體存在加固與擠密效果。

5.2 軟基承載力評估

通過勘察發現，軟基處理前的公路路基路面承載力為80 kPa，軟基處理后，分別開展樁間土載荷試驗，檢測發現，樁間土的承載力為90.4 kPa，說明軟基處理后的承載力提升12.9%。在強夯處理前，進行了3個單樁地基靜載試驗，其承載力為108 kPa。采用強夯法處理后，又進行了3個樁地基載荷試驗，其承載力為256.3 kPa。從該數據可以看出，與強夯處理前相比，公路路基路面軟基承載力提升了137.3%。

6 結語

綜上所述，軟基處理技術對公路路基路面應用壽命與質量產生較大影響，需要不斷優化和完善軟基處理技術。通過選擇適當的處理方法和技術，可以有效地提高地基的穩定性和承載能力，以確保公路的安全性和使用壽命。同時，應注重環境保護，并以可持續性思維改進相關技術，從而實現公路建設與環境保護的和諧發展。

參 考 文 獻

[1]張立群.公路路基路面設計中軟基的處理技術研究[J].運輸經理世界，2022（18）：25-27.

[2]趙子鑒.公路路基路面設計中軟基處理技術分析[J].科學技術創新，2021（14）：100-101.

[3]溫浩.公路路基路面設計中軟基的處理技術分析[J].建材與裝飾，2020（21）：260-261.

[4]尤慧敏.關于公路路基路面設計中軟基的處理技術分析[J].四川水泥，2020（4）：79.

[5]呂利.公路路基路面設計中軟基的處理技術分析[J].裝飾裝修天地，2023（2）：199-201.

[6]王晨，龍海波.淺談公路路基路面設計中軟基的處理技術[J].四川水泥，2019（2）：31，39.

[7]姜興，陶利平.公路路基路面設計中軟基的處理技術分析[J].百科論壇電子雜志，2020（11）：1652-1653.

[8]楊富明.公路路基路面設計中軟基的處理技術分析[J].百科論壇電子雜志，2020（12）：1449.

編輯：楊 洋