初探公路施工中軟土路基的施工技術

肖廣源

（新疆中廣建設工程有限公司，新疆 圖木舒克 843900）

0 引言

我國是一個幅員遼闊的大國，各個地區因實際地質條件的不同，在開展公路施工時，不可能保證所有的路段均為理想地質條件，路基條件時好時壞是客觀存在的必然現象，而軟土地基則是其中最為常見的一種。從公路工程在軟土地基的施工實況來看，若并未對該類型路徑進行妥善處理，則必然會出現開裂凹陷、不規則沉陷、邊坡坍塌等問題，這不僅會嚴重影響相關路段公路的安全性，更不利于我國公路事業的長遠發展。故此，必須積極探索能夠有效解決軟土地基質量問題的施工技術，這對提升公路工程質量、加速公路事業發展均有著極為強烈的現實意義。

1 軟土路基的特征概述

1.1 含水量高

不同于常規路基，軟土路基的含水量要大幅高于普通路基，一般土壤的這一特征并沒有任何不妥，但若該類土壤結構將用于公路施工，過高的含水量無疑會降低各類施工材料與土壤結構結合的緊實度，從而對施工質量造成不良影響。同時，也正是因為含水量過高的緣故，所以軟土路基通常不具備優秀的防滲性能，故而若無法采用相應的技術予以解決，就會對公路正常使用埋下諸多安全隱患[1]。

1.2 孔隙過大

從軟土地基的土壤結構方面來看，其主要呈現出結構松散的特性，這意味著土壤結構整體孔隙過大，所以軟土路基不具備良好的靜荷載力。而在公路工程的施工過程中，會用到大量大型設備、且在公路工程完工后，也需要承載各類車輛的通行，而若靜荷載力過低則必然無法達成這一基本需求，導致軟土地基公路，無論是在施工環節還是在運營環節均存在一定的安全隱患。

2 軟土路基能夠對公路施工造成的主要危害

2.1 開裂凹陷隱患

如上文所示，軟土路基是一種含水量極高的土壤結構，若公路軟土路基路段含水量趨于飽和，則意味著多余積水難以被突然吸收，這一問題會為施工造成極大的隱患。因為從目前我國公路工程的實際施工情況來看，公路路面主要材料為混凝土，而混凝土在凝固階段自身會揮發大量的水分，可軟土路徑并不具備良好的滲水性，若自身土壤含水量趨于飽和，則意味這混凝土的水分無法得到有效揮發，這必然會極大影響到混凝土的凝固速度。而若在混凝土若表面凝固內部未完全凝固的情況下繼續開展施工，混凝土凝固階段未正常揮發的水分則會僅需影響公路路面結構，從而出現開裂、凹陷的問題，影響施工的正常進行[2]。

2.2 不規則沉陷隱患

不同于常規土壤結構，軟土地基因自身含水量過高的緣故具備一定的流動性，而結構整體孔隙又過大，則導致路面抗擾動能力極低。這樣的問題會導致在進行公路施工的過程中，當施工對路基結構施加一定的剪切應力時，路基填筑部位并不能有效抵消應力，整體荷載性能會大幅下滑，嚴重時則會導致應力過于集中的區域出現不規則沉陷問題。從目前公路工程在軟土地基的施工實況來看，若在路基填筑階段，無法對軟土路基的土體進行壓實處理，則路基填筑必然會出現剩余沉降，此時若開展繼續進行壓實等施工，則必然會導致未充分壓實的部位出現路基下陷問題。此外，若在施工階段并未進行詳細的地質結構勘探，未獲悉土壤結構的具體類別，如流沙、沼澤等，這一類軟土地基都需要進行擠密壓實等處理才能開展后續施工，負責路堤路床部位必然會出現不規則沉陷問題[3]。

2.3 邊坡坍塌隱患

從實際情況來看，絕大多數公路工程在施工過程中若遭遇障礙物、或直接施工難度較大時，均會采用繞行處理。以山體施工為例，若需進行繞山則會將背靠山體的一側作為開放邊坡。但若此區域為軟土地質區域，邊坡部位的土壤黏結力必然無法得到有效的保障，一旦失去土體支撐則會誘發坍塌問題。尤其是在經過一些農田灌溉區域，土壤含水量會進一步提升，會導致公路地下水位難以被控制在臨界深度以下，繼而進一步增強公路邊坡坍塌的風險，嚴重時甚至會導致公路路基結構完全損壞。

3 軟土路基公路施工的基本原則

3.1 因地制宜

在軟土地基開展公路施工并沒有公式化的解決方案，因為每個地區軟土地質的實際情況均存在差異，只有選擇與之契合的施工技術才能從根本上解決軟土地基有可能造成的隱患。故此在軟土地基進行公路施工時，必須積極貫徹因地制宜原則，要根據所在地區的實際地質條件、水文條件、周遭環境因素等，選擇軟最具針對性的施工技術，從而確保施工技術能夠切實發揮作用，能夠有效處理軟土路基。

3.2 綠色施工

人與生態和諧發展是目前我國最核心的發展理念，各行各業在當前時代環境中均在積極想綠色發展轉型，所以公路施工也需要積極做出相應，實現綠色施工。在軟土地基開展公路施工時，要事先評估各類施工技術會對周邊環境造成的影響，若不良影響過大，則應重新制定施工方案，或制定切實可行的生態彌補方案，例如，在完成施工后，在邊坡部位開展植樹等處理，樹木的根莖不僅會對土壤結構起到固化作用，還會使當地生態系統得到一定的恢復。此外，在選擇施工設備時，也需要優先選擇能耗能低的設備，盡可能地降低因施工造成的資源、能源損耗[4]。

3.3 安全至上

任何生產活動行為的第一要素都是安全，所以在軟土地基進行公路施工時，也必須深入貫徹安全施工原則，極力避免各類安全事故的出現。不同于常規地基，軟骨地基因自身強度過低等問題，本就容易出現沉降等問題，施工過程自身就存在一定的風險，所以更應該提高對安全的重視程度。在施工正式開始前，要積極分析相關地區有可能存在的安全風險，從而制定具有針對性的安全管理條例，確保施工人員的所有施工行為均屬于安全行為。此外，還需要在每個施工環節設置具體的安全防護措施，確保在出現意外情況時，施工人員可以第一時間通過防護措施進行自救等處理，最大限度保證施工人員的人身安全。

4 公路橋梁施工中軟土路基的施工技術

4.1 排水固結技術

排水固結法，是一種將軟土路基中多余水分進行充分排出，從而起到土生土壤固結性的技術，在目前的軟土地基中有著極為廣泛的應用。施工單位在施工時，需要在軟土路基地段設置排水管、排水泵等排水設施，使施工過程中軟土路基中多余的水分能夠順利排出[5]。通常情況下，為充分排出多余水分還應增設相應的壓力設備為軟土路基施加壓力，這樣的方式主要是為了能夠使土壤結構的孔隙下降，繼而使更多的水分可以排出，且能夠使路基順利固結，有效提升路基的整體質量。施工單位在應該該技術時，需要進行全面地質勘查，要了解所在區域軟土結構的具體強度，從而設定具體的壓力參數。在設置加壓點時，應優先設置在黏土層較薄的區域，避開較厚的泥漿池層。在安設排水設備時，則可在軟土路基上方進行鉆孔處理，并向孔中灌注粗砂，形成砂柱后作為排水通道使用。在加壓時，應從上層開始加壓，使水分沿向底層匯集并逐步排出。

4.2 換填處理技術

換填處理法，即指應用強度更高的土體替換軟土地基本有的土體。應用該技術時，需要對軟土地基所在路段進行詳盡勘查，要精準定位需要換填的范圍以及具體深度。之后在進行換填處理時，施工人員應使用挖掘機沿既定區域逐一挖出軟土路基軟土土體，并第一時間換填具有更高質量的換填材料。完成換填后需對換填后的材料進行全面的壓實處理，進一步提升軟土路基的穩定性。該技術整體操作并不復雜，真正影響技術效果的主要在原材料環節，因為若替換材料在依然不具備良好的質量，則換填并不會取得良好的效果。故此在采用換填處理技術時，需要在材料選擇方面嚴格把控，要優先選擇煤礦渣等優質材料作為換填材料。同時，在進行換填時，必須要逐層完成換填，且每層都應進行壓實處理，在每層作業結束后，應第一時間檢查換填材料厚度是否符合預定需求，當完成壓實后，則應該第一時間進行密度檢測，確認合格后方可進行后續作業。

4.3 強夯技術

強夯法，即指通過夯錘夯擊的方式對軟土路基進行加固。該技術是一種能夠直接改變軟土路基整體質量的技術，因為每一次夯擊振搗均會使土體結構發生改變，直至滿足相應需求。在選用該技術時，需要確認夯錘的具體高度，夯機過程必須保證勻速，不能出現停滯、夯錘晃動等情況。如基坑整體無法保證平整，則應在添加墊片后進行施工[6]。該技術的關鍵控制點在于土體的沉降量、平整度、夯點位置、夯錘定位差、定位點位移、地基頂面標高等，只有獲取全面而精準的數據后，使用該技術的實際效果才能得到有效保證。此外，在進行夯擊時，施工人員需要及時將夯擊區域的土體質量與其他區域進行比較，如土粒大小、土壤黏性等，若為達到相應要求則應及時調整誤差提高夯擊，從而切實有效的改善軟土路基土壤條件。

4.4 凍結處理技術

凍結處理技術，主要會在一些含水量極高的軟土地基使用，該技術的原理也并不復雜，主要是通過干冰等具有較低冰點的材料對軟土路基土體結構進行冷凍處理，從而使軟土路基進入凍結狀態達到提升強度、穩定性的目的。不同于其他技術，凍結處理技術是一種純粹的物理技術，在使用過程中幾乎不會產生任何的化學反應，所以從某種層度來看，該技術的使用不會對周遭環境造成任何破壞。但該技術的缺點也顯而易見，即冷凍設備與冷凍材料的價格都身份高昂，公路施工方只有具備充足的成本預算才能應用該技術[7]。除成本較高外，該技術在操作等方面均沒有任何難度，所以若在公路區域具備該技術的使用條件，以及在成本預算充足的情況下，可以將該技術作為處理軟土路基的首選技術。值得注意的是，若選擇使用該技術處理軟土路基，需要在正式進行凍結操作前，對軟土路基進行充分的壓實處理，當軟土路基密度符合既定需求后，方可進行凍結處理。

4.5 擠密樁技術

擠密樁技術，主要是通過在軟土地基中合理放置擠密樁的形式，使軟土路基內部的密實度得到有效改善，達到降低軟土路基沉降概率的目的。在應用擠密樁技術時，施工人員需要對軟土路基的內部情況有一個充分的了解，如地下水的分布情況、具體的孔隙值等，之后經過縝密的分析確定具體需要的擠密樁數量，以及擠密樁的具體放置位置[8]。現階段，在正式放置擠密樁前，施工人員都會通過BIM 技術預演擠密樁的具體放置過程，用以了解既定方案是否合理，當確認具有可行性后才會正式放置擠密樁。不同于其他技術，擠密樁技術是一種既能夠獨立應用，又能夠與其他技術搭配使用的技術，所以在處理軟土地基時，若施工單位具備充足的成本預算，則應優先選擇搭配使用該技術提升土壤質量，而不是單獨使用。

4.6 深層攪拌技術

深層攪拌技術，是一種主要應用在處理軟土路基深層結構的技術工藝，該技術主要是通過對土體進行鉆孔處理，之后注入黏結劑進行攪拌，使原本孔隙較大的土體能夠互相黏結，繼而提升土壤結構整體的穩定性。在采用該技術時，整體攪拌速率應維持在較高的頻次，因為需要迅速將黏合劑均勻注入土地的各個區域，從而使所有土壤均能夠有效黏結[9]。與凍土處理技術相似，該技術具備立竿見影的土體加固效果，但使用成本也高于其他加固技術，且隨著深度的遞增，技術成本會直線上升。故此，在選用該技術處理軟土路基時，需要仔細勘探去要加固的深度，若深度過深且成本預算有效，則應該優先原則其他加固技術。

5 結語

綜上，公路工程作為支撐我國經濟民生發展的重要工程，只有通過各種合理措施解決客觀存在的問題，不斷提升公路工程的整體質量，公路工程才能創造更多的效益。軟土路基作為目前公路工程施工過程中最常見的一類路基問題，施工單位需要清楚了解軟土路基的特征及危害，要在施工過程中選擇具有針對性、切實可行的技術方式充分解決軟土路基穩定性不足等各類問題。只有如此，公路工程整體質量才能獲得更高的保障。