簡析公路工程中軟土路基設(shè)計與施工

謝直強

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司， 甘肅 蘭州 730030）

公路是我國重要的交通方式之一，在提升國民經(jīng)濟的過程當(dāng)中扮演著十分重要的角色。而路基作為公路的關(guān)鍵組成部分，它不僅需要承受著自身材料的重量，還需要承受公路路面的重量和其他大型施工設(shè)備的重量。所以，地基的承載能力和穩(wěn)固性直接關(guān)系到公路質(zhì)量。公路竣工投入之后，各種交通工具從公路路面經(jīng)過會對公路產(chǎn)生巨大的壓力，如果在沒有通過科學(xué)、合理的方式對軟土地基進行處理的話，極有可能導(dǎo)致公路出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的話甚至還可能造成坍塌。

1 公路路基處理原則

1.1 公路性質(zhì)

公路的性質(zhì)與公路軟土地基的性質(zhì)具有密切的關(guān)系。由于公路等級不一樣，竣工之后公路的沉降也不一樣，在制定軟土地基的處理方案的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到公路的性質(zhì)和功用。在高等級公路施工的過程當(dāng)中必須嚴(yán)格把控地面沉降，不但需要保證公路路面平整和觀賞性，更重要的是保證車輛通行的安全性。

1.2 土壤性質(zhì)

公路土壤是以黏性和砂性為主。砂性土壤，應(yīng)當(dāng)通過擠密的方式來對軟土地基進行處理，因為砂性土壤所包含的黏性顆粒物比較少，土質(zhì)相對來說比較松散，受到一定程度的影響就極有可能發(fā)生地基變形的問題。而黏性土壤可以通過壓實的方對地基進行處理，黏性土壤構(gòu)造相對來說較為緊實，滲水性比較差，濕潤之后的土壤其黏性比較強，處于干燥的條件下易導(dǎo)致產(chǎn)生土質(zhì)比較硬的問題。

1.3 施工環(huán)境

施工環(huán)境分為自然環(huán)境和社會環(huán)境兩大類。在進行公路施工的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到施工現(xiàn)場的實際情況來確定科學(xué)、合理的施工方式和地基處理方式。公路工程的質(zhì)量會直接受到施工人員、施工的方式和流程、當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境以及氣候等因素的影響。

2 軟土路基設(shè)計分析

隨著公路工程項目的擴增，亟待提升軟土地基的處理水平和更新軟土地基處理技術(shù)，就軟土地基處理的目的而言，是為了進一步提升高公路路基的承載能力和穩(wěn)固性，有利于保證公路工程的質(zhì)量，延長公路的使用壽命，節(jié)約公路維護和保養(yǎng)的成本。軟土路基的地址比較特殊，就其特點而言，呈現(xiàn)承載能力比較差、滲水性差、受外力影響容易出現(xiàn)變形等特點。與此同時，經(jīng)過地下水的沖刷之后，軟土地質(zhì)將會再次膨脹，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較差。這種情況如果不做任何處理是不能夠直接進行施工的，需要通過科學(xué)、合理的方式進行處理和改進。比如，可以采取打樁壓實或者新填筑路基提升路基緊密度的方式進行處理。顯而易見，軟土路基這種比較特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)由于環(huán)境的作用而形成的，詳細(xì)了解和分析了我國軟土路基的實際施工案例，主要分布水源比較豐富的東南沿海地區(qū)。然而在其他地區(qū)，在一定的土壤、水分、氣候以及人為因素的影響下，同樣有可能形成軟土地基。軟土的主要成分有淤泥、沙土、茹土等，其中還包含了各種腐質(zhì)物質(zhì)，比如爛泥、植物殘體等。通常情況下軟土路基都是處于水源豐富的地區(qū)，如湖泊、濕地，而且隨著季節(jié)的變化其穩(wěn)定性也在發(fā)生著相應(yīng)的改變。

在軟土路基上進行公路工程施工的過程當(dāng)中，要結(jié)合實際情況對地質(zhì)進行分析，遵循著邊施工、邊檢查、邊設(shè)計、邊改進的基本原則，及時發(fā)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)當(dāng)中存在的問題并通過科學(xué)、合理的方式進行處理。現(xiàn)階段在設(shè)計軟土路基的過程當(dāng)中需要遵循以下幾個重要的原則。

第一，如果淺層軟土深度D≤3m，則可以通過換填法的方式進行處理，保證壓實度≥90%。因為處理的范圍比較小，清淤換填量相對來說比較小，比其他方式梳理起來更為簡便，獲得的成效也會更佳。對于部分較厚的路段，適當(dāng)調(diào)整處理的深度，通過同樣的方式進行處理。換填材料可以用素土或滲水性良好的材料進行填充。第二，如果軟土深度3m＜D≤5m，范圍不大或路面比較陡峭時，可以通過換填的方式進行處理。第三，如果填土高度H≤8m、軟土深度D≤20m，通常情況下可以通過袋裝砂井+堆載預(yù)壓法的方式進行處理。第四，如果填土高度H＞8m，并且軟土深度D≤5m，可以通過與相鄰路段一樣的方式進行處理，如果軟土深度5m＜D≤15m，通過水泥攪拌樁的方式進行處理;如果軟土深度D＞15m，可以通過預(yù)應(yīng)力管樁的方式進行處理。第五，如果是地基滲水性較好的軟土地基與上部硬殼層＞3m 的軟土地段，可以不遵循以上的原則進行處理，需要結(jié)合類似工程的經(jīng)驗和方式進行處理。

3 軟土路基施工技術(shù)研究

在我國公路建設(shè)的過程當(dāng)中出現(xiàn)軟土路基現(xiàn)象比較頻繁，為了保證公路的質(zhì)量，我國最近幾年針對這個問題討論和總結(jié)出了一些有效的施工工藝方式，比較常見的施工技術(shù)有以下幾種類型。

3.1 擠密砂樁法

這項技術(shù)還被叫作“砂樁擠密法”，顯而易見，需要借助一定的外力配合樁柱進行。在實際操作的過程當(dāng)中可以通過沖擊、水沖或振動的方式，利用砂石材料來填充路基下部的孔洞，再利用層層取代的方式來完成路基加固處理。

3.2 塑料排水板

之所以會造成軟土路基的地質(zhì)主要是由于受到了地下水的沖刷，利用塑料排水板是將插板機插入軟土層下面，并且在塑料板上方進行施壓，水分就可以通過塑料板排出，通過這種方式有利于快速實現(xiàn)地基加固。我們可以看出，通過塑料排水板技術(shù)，和砂井有一定的相似之處，然而在實際操作的過程當(dāng)中，塑料板技術(shù)更加高效、成本更低、方便。

3.3 沙井法

通過沙井法的方式其目的是為了加快軟土地基的水分排出，提升地基的穩(wěn)固性。在實際操作的過程當(dāng)中，在水分較多的地方進行其效果更加明顯。

4 軟土路基施工技術(shù)運用

4.1 開挖換填技術(shù)

第一，在施工之前需要提前進行測樣，對于比較特殊的地基需要挖掘后進行清理，從而有利于避免其他因素造成影響。第二，對軟土地質(zhì)進行實驗，根據(jù)實驗的結(jié)果選擇合適的材料，設(shè)置科學(xué)、合理的比例。通過這種方式才能夠確定施工材料的比例以及相關(guān)參數(shù)。第三準(zhǔn)備材料的過程當(dāng)中必須符合實際施工的需求。在保證施工質(zhì)量的同時，還需要保證存量能夠維持持續(xù)施工的條件。

4.2 攪拌樁技術(shù)

石灰作為公路施工過程當(dāng)中一種重要的材料，特別是在設(shè)計軟土地基施工的過層當(dāng)中，充分?jǐn)嚢枋矣欣谠黾悠漯ば浴⑹遗c地基土壤混合在一起，產(chǎn)生化學(xué)變化，能夠有效提升地基土壤的承載能力和抗壓能力。

5 結(jié)束語

在設(shè)計軟土路基施工的過程當(dāng)中需要遵循“因地制宜、滿足標(biāo)準(zhǔn)、安全性、經(jīng)濟性、便捷性”的原則。全面考慮到自然環(huán)境、工程造價等多方面因素的影響。如果在軟土路基處理過程當(dāng)中采用的方式不合理，極有可能引起嚴(yán)重的后果。因此需要高度重視通過科學(xué)、合理的方式來處理軟土地基，確保公路的質(zhì)量，延長公路的使用壽命，除此之外，還有利于保障行車的安全。