軟土地基處理技術在公路工程施工中的應用

韋艷衛

（新疆三利建筑有限責任公司，新疆 奎屯 833200）

0 引言

公路工程是國家基礎設施的重要組成部分，其質量和安全直接關系到人民的生命財產安全和國家經濟發展。根據交通運輸部公路局的數據，我國每年因軟土路基引起的路面沉降、塌陷等質量問題導致的直接經濟損失高達數十億元。其中，軟土地基是導致這些問題的主要原因之一。

軟土地基是公路工程施工中不可避免的地基類型，其承載能力較低，易受季節變化、地震等因素影響而發生沉降和變形等問題，會給工程施工和后期使用帶來不利影響。為保證公路工程的質量和安全，必須采用合適的技術手段對軟土地基進行處理，提高其承載能力和穩定性。

1 軟土地基的主要特性

1.1 承載能力較低

軟土地基是一種含水量較高、顆粒結構較松散的土壤，物理和力學性質較為特殊[1]。

由于軟土地基顆粒結構較松散，土壤顆粒之間的摩擦力較小，且含水量較高，導致軟土地基的壓縮性較大，承載能力較低。而且，軟土地基在外力作用下容易發生壓縮和變形，從而導致路面龜裂、路基下沉等問題，這些變形問題不僅會影響道路的使用壽命和行車安全，還會增加維護和修繕的成本。

1.2 水分敏感性強

軟土地基含水量較高，土壤顆粒之間的連接性較強，含水量發生變化時，土壤顆粒之間的摩擦力也會發生改變，從而導致地基變形和沉降問題。此外，軟土地基的水分敏感性還受到季節變化、地震等因素的影響。在雨季，地下水位上升，導致軟土地基含水量增加，會加劇軟土地基的變形和沉降等問題。而在干燥季節，由于缺乏水分，軟土地基會變得干燥，容易出現龜裂和破碎等問題。因此，進行軟土地基處理時，需要考慮季節變化因素的影響，制訂相應的工程設計方案，以減輕軟土地基的水分敏感性。

地震也是影響軟土地基水分敏感性的重要因素之一。地震發生時，軟土地基中的水分會因振動而產生流動，從而導致地基變形和沉降等問題。此外，地震發生時，軟土地基的承載能力也會發生變化，會加劇地基的變形和沉降等問題。因此，進行軟土地基處理時，還需要考慮地震因素的影響，制訂相應的地基處理方案，以確保道路的安全性和穩定性。

為了降低軟土地基的水分敏感性，可以采用地基改良技術。地基改良技術包括物理方法、化學方法和機械方法等，可以改變土壤的物理和力學性質，提高軟土地基的承載能力和穩定性，從而確保道路的安全性和穩定性。常見的地基改良技術包括加固法、深層加固法、預壓法、加筋法、固化法等。

1.3 強度較低

軟土地基中的顆粒結構較松散，內聚力和剪切強度較低，相對于其他類型的土壤，其強度也相對較低[2]。當受到外力作用時，軟土地基中的顆粒容易發生移動，從而導致土層的變形和失穩等問題。由于強度較低，軟土地基會對公路工程的施工和使用帶來不利影響。

例如，進行公路鋪設時，如果不采取有效的措施進行處理，軟土地基很容易在車輛行駛的壓力下發生沉降和變形，導致道路損壞、起伏不平等問題，降低道路使用壽命和行車安全性。

為了提高軟土地基的強度和穩定性，可以采取控制地基含水量的措施。例如，采用地下水位控制技術，通過控制地下水位，減少軟土地基中的含水量；采用排水技術，通過排除軟土地基中的多余水分，降低其水分含量。

總而言之，早年之象山與其他宋明學人一樣，勤奮好學，立足實踐，涉獵甚廣，立志于報效國家，窮則著書立說，達則兼濟天下。然而早年之象山理論未定，學術未成，思想呈現出混雜、矛盾的現象，不可與中晚年之象山等同視之。

總之，在公路工程施工中，需要針對軟土地基的特點制訂相應的工程設計方案，并采取相應的處理措施，以確保公路工程的安全性和穩定性。

2 公路工程中軟土地基的主要危害

2.1 沉降和變形

軟土地基的承載能力較低，在外力作用下易發生沉降和變形等問題。尤其是在地下水位較高、季節性降雨較多等情況下，軟土地基會因水分敏感性強而導致沉降和變形加劇，會對公路工程的安全和使用壽命造成嚴重影響[3]。

沉降和變形通常分為總體沉降和局部沉降兩種類型?？傮w沉降是指軟土地基整體性下沉，通常由地基不均勻沉降或地基加固不當引起。局部沉降則是指地基上出現凹陷或陷坑等局部性沉降現象，通常是地基承載能力不足、水分敏感性強和土層結構不合理等原因引起的。

沉降和變形不僅會導致道路凹陷和路基下沉等問題，還可能引發其他嚴重后果。例如，導致路面不平整，給車輛行駛帶來不良影響，甚至會引發交通事故，也會增加公路工程的維護成本和風險。

2.2 路面破壞

軟土地基的變形和沉降等問題會導致路面破壞，如路面龜裂、路基側滑等現象，還會增加路面的波動，使車輛在行駛過程中擺動幅度較大，這不僅會加大駕駛員的操作難度，影響其行車舒適性，還會加速車輛的磨損和老化。此外，路面破壞還會增加路面維修和養護的成本，給公路工程的建設和運營加大負擔。

2.3 巖溶

巖溶是軟土地基中的一種特殊地質現象，在喀斯特地貌發育區較為常見[4]。巖溶是指含有可溶性礦物質（通常是碳酸鹽）的巖石，如石灰巖、石膏巖等，軟土地基可能處于含有溶解性鹽類或巖溶地貌區。當水分滲入土壤時，這些鹽類可能會溶解并與土壤中的粒子結合，導致地基穩定性降低，這種問題特別容易在雨季或潮濕條件下出現。

此外，由于巖溶地區的溶洞和裂縫可能在地表下延伸，地基上方的土層可能會發生空隙坍塌，導致地表形成凹陷。

3 軟土地基處理技術在公路工程施工中的應用

表1 軟土地基處理技術對比

3.1 預壓法

預壓法是一種常用的軟土地基處理技術，通過在軟土地基上加設預壓樁、預制板等預壓體系，在一定時間內施加荷載，壓縮軟土地基，從而提高其承載能力和穩定性。預壓法的主要優點在于可以有效地控制軟土地基的沉降和變形，增加其承載能力，使其達到設計要求。

在預壓法施工中，需要先進行軟土地基勘測和試驗，確定軟土地基的特性和力學性質，以確定預壓樁的位置、數量和荷載大小等參數。預壓樁可以采用鋼筋混凝土樁、壓漿灌注樁、預制樁等不同類型，需根據軟土地基的情況和工程要求來選擇。預制板一般采用鋼板或混凝土板，通過在地表鋪設或埋設來進行預壓。預制板的形式、數量和布置方式也需要根據實際情況設計。預壓荷載的施加通常分幾個階段進行，每個階段的荷載大小和時間需要根據實際情況進行調整。荷載施加完畢后，需要進行壓縮回彈試驗和力學性質測試，以確定軟土地基的壓縮特性和力學性質是否符合設計要求。

在預壓法施工過程中，需要嚴格監控預壓荷載的施加量，防止過度預壓。同時，需要對周邊環境進行保護和治理，避免對周邊建筑和生態環境造成不良影響。

3.2 加固法

加固法是一種常用的軟土地基處理技術，通過在軟土地基中加設鋼筋、灌漿、樁等加固結構，來提高其強度和穩定性[5]。具體方法包括鋼筋混凝土加固、灌漿加固和樁基加固等。

鋼筋混凝土加固是將鋼筋混凝土加固層鋪設在軟土地基表層，用以分擔荷載、提高軟土地基的承載能力。加固層的厚度一般為0.5～1m，可根據軟土地基的情況進行合理調整。

灌漿加固是將混凝土灌注到軟土地基中，填充軟土孔隙，提高軟土地基的密實度和承載能力。灌漿加固常常用于較淺的軟土地基處理，可以根據軟土地基的厚度和荷載情況選擇灌漿深度和密度。

樁加固是在軟土地基中鉆孔打樁，通過樁身的摩阻力和端阻力來承擔荷載，同時提高軟土地基的穩定性。樁基加固適用于軟土地基較薄的情況，可選擇鉆孔樁、鉆井灌注樁等樁基結構。

在實際施工中，加固法通常與其他處理技術相結合，如預壓法和加固法聯合應用，能夠達到更好的處理效果。同時，在選擇加固方法時，需要考慮軟土地基的地質和水文條件、荷載條件、成本等因素，進行合理選擇和優化設計。

3.3 地基改良法

地基改良法是通過對軟土地基進行物理、化學、生物性改良，提高其承載能力和穩定性的方法。常見的地基改良技術包括土石方填筑、動力加固法、發酵法等，可根據不同情況選用不同的技術手段進行處理。

土石方填筑是通過在軟土地基表面加設一定的填方層數，降低軟土地基的壓縮性和水分敏感性，從而提高其承載能力和穩定性[6]。這種方法適用于軟土地基較淺、填方施工較容易的情況。

動力加固是指在軟土地基上進行打擊、振動、沖擊等操作，改變軟土顆粒的結構和排列，提高其密實度和強度，從而提高其承載能力和穩定性。這種方法適用于軟土地基較深、土層較厚、地下水位較低的情況。

發酵法是利用微生物的代謝作用，改變軟土地基的物理性質和化學性質，提高其穩定性和承載能力。發酵法適用于軟土地基含水量高、有機質含量高、土質松散等情況。

地基改良法在軟土地基處理中有較好的適用性和可行性?？筛鶕唧w情況選用不同的技術手段進行處理，提高軟土地基的承載能力和穩定性。

4 公路工程軟土地基處理技術發展趨勢

4.1 利用新材料和技術

科技的進步將推動新材料的開發，這些材料可以更有效地用于軟土地基的處理。例如，引入更強、更輕、更耐久的材料，如高強度纖維增強材料（FRP）或新型聚合物混凝土。這些新材料有望更好地改善軟土地基的承載力和穩定性，同時減少施工過程中對原有土壤的破壞。同時，新技術的應用也將推動軟土地基處理技術向更高的水平發展。例如，引入更先進的地質勘探技術，如地下雷達和激光掃描，以更準確地了解軟土地基的情況，也有助于施工團隊更合理地規劃和執行軟土地基處理方案，從而確保公路工程的穩定性和安全性。

4.2 環?？沙掷m

公路工程軟土地基處理需要大量的材料和資源，因此環?？沙掷m的解決方案尤為重要。在軟土地基處理中，未來可能會出現更多環保和資源利用率更高的技術。例如，采用植被復綠的方法，以改善軟土地基的穩定性，并促進生態系統的恢復。此外，隨著環保型處理技術的發展，可能會在軟土地基處理中利用可再生能源或廢棄物材料，以減少對有限資源的依賴，降低對環境的負面影響。

4.3 數字化技術應用

隨著計算機科學和模擬技術的進步，可以更準確地模擬軟土地基在不同負荷和環境條件下的反應，可以更好地優化處理方案，提高公路工程的穩定性和可靠性。此外，監測系統也會更加智能化，能夠更準確地實時監測軟土地基的變化和響應情況，便于對處理效果進行更全面的評估，從而及時采取必要措施彌補不足。

5 結語

軟土地基處理是公路工程施工中至關重要的一環。選擇合適的處理技術，可以有效解決軟土地基所帶來的一系列問題。在軟土地基處理中，可根據具體情況選用不同的技術手段進行處理，同時在處理過程中需要嚴格控制施工質量，保證處理效果的可靠性和穩定性，從而保障公路工程的安全性和持久性。未來軟土地基處理技術將朝著更加高效、環保和智能化的方向發展，以滿足公路工程對穩定性、可持續性和質量的高要求。