軟土路基路面施工設計若干問題探討

收稿日期：2023-11-28

作者簡介：潘希靜（1989—），女，廣西梧州人，本科，工程師，研究方向：道路。

摘 要：軟土路基是路面施工的重要研究對象，因此有必要對軟土路基施工設計相關內容展開深入研究。以某濱海地區的實際工程案例作為研究對象，整理水文地質條件復雜、穩定性、路基沉降、排水優化設計等常見軟土路基路面施工設計存在的問題，參考相關文獻資料與同類工程施工經驗，從采用新型材料和技術、優化結構設計、加強排水設計、加強施工管理4個角度，提出工程軟土路基路面施工設計的優化措施，旨在為更多道路施工單位提供技術指導，提升軟土路基路面施工設計綜合質量。

關鍵詞：軟土路基路面；施工設計；海濱地區

中圖分類號：TU74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）03-0004-03

0 引言

軟土路基擁有較大的含水量，滲透性能不強，強度偏低，壓縮性能較高。如果軟土路基超過臨界水平，將無法維持當前穩定狀態。本文從實際工程案例出發，結合相關參考文獻，系統性分析軟土路基路面施工設計問題與相關優化措施，希望可以引起更多道路施工單位的關注。

1 工程概況

某海濱地區的土質為擁有較高含水量與壓塑性、強度偏低的超軟弱黏土，如果不進行必要的軟土路基處理，極限填土高度將僅有1.87 m，不符合施工條件。經過施工單位與設計單位的聯合協作，形成了符合本地區施工條件的軟土路基路面施工設計方案。

2 工程軟土路基路面施工設計存在的問題

2.1 水文地質條件復雜

該地區水文地質條件從上至下為：①厚度在1～2 m的人工填土層，其質地較為松散。②厚度在3～15 m的海陸交互沉積層，其主要土質為淤泥、淤泥質粉質黏土，質地較為松散，呈流塑狀態，具有較高的飽和性。③厚度在0～8 m的殘積層，其主要土質為砂質黏性土，呈硬塑狀態為主，殘積層的含水量超過72%，孔隙比大于2。根據數據分析，可以發現該地區的水文地質條件相對復雜。

2.2 穩定性問題

基于土體摩擦角、側向抗力的bishop法，是計算軟土路基穩定性的一種有效工具。它的基本原理是將軟土路基作為傾斜平面對待，利用土體凝聚力、有效應力、寬度、重度、內摩擦角、傾斜角度等數據，計算傾斜平面，即軟土路基路面是否穩定。通過bishop法，可以獲得其穩定系數小于1，即軟土路基路面處于不穩定狀態[1]。

2.3 路基沉降問題

整理本工程的軟土路基沉降檢測數據，結合路堤高度、填料重度、地質因素、加載荷載速率等因素，可以發現軟土路基存在較大的沉降問題。在建成道路工程后，來往車輛的持續荷載會對軟土路基的正常使用造成極大影響，增加軟土路基沉降、開裂等問題，降低軟土路基路面行車安全性。

2.4 排水優化設計問題

因為軟土路基擁有較高的含水率，且當地在7～8月存在集中自然降雨的雨季，所以在軟土路基內部擁有較多水分。在建成道路工程后，隨著時間延長，軟土路基內部水分會逐漸滲出路面，增加行車危險性。軟土路基內部穩定性也會逐漸下降，增加軟土路基路面病害發生概率。

3 工程軟土路基路面施工設計的優化措施

3.1 采用新型材料和技術

3.1.1 采用新型材料

在開展軟土路基路面施工設計優化時，可以考慮使用新型材料，提高軟土路基路面施工綜合質量，降低施工周期與投資成本。比如由煤、石油等物質提煉的高分子聚合物，例如聚乙烯、聚酯等，將其作為材料制作土工合成材料。在常規軟土路基路面施工建設中，地下水會通過毛細水作用，持續向軟土路基輸送水分，造成軟土路基承載性能偏低，難以有效承載軟土路基路面結構。隨著時間推移，軟土路基路面結構會被逐漸破壞。

使用土工合成材料對填筑粒料進行包裹處理，作為軟土路基的排水層使用，可以將軟土路基的水分通過橫向方式及時排泄。土工合成材料在軟土路基路面防滲方面，也有較好的表現效果，可以在軟土路基路面的分隔帶、迎水面邊坡等位置，應用土工合成材料，預防自然降水滲入路基中。

使用復合土工膜等，根據200 g織物質量+0.5～1 mm膜厚度+200 g織物質量的標準使用土工合成材料即可。如果要做路肩底部的防滲處理，需要使用0.3 mm厚的復合土工膜。對于軟土路基路面的防滲隔離層，最小復合土工膜厚度應該大于0.3 mm，對于市政工程等一類的道路工程，需要使用超過0.5 mm的復合土工膜。在防滲隔離層的上部與下部分別設置厚度為10 cm的砂礫層，強化復合土工膜的防滲效果[2]。

3.1.2 采用新型技術

我國道路建設領域發展迅速，軟土路基路面施工技術也有較大的創新，現介紹一種PPC（Large Diameter Pipe Pile by using Cast-in-place Concrete，現澆混凝土大直徑管樁）樁技術。該技術利用龍門支架作為支撐，通過上部振動把空腔結構與活瓣樁靴送到設計深度，為軟土路基創造一個中空的環形區域。將混凝土灌注到腔體內部，通過振動拔管，即可獲得現澆混凝土管樁。

對于環形腔體模板，在混凝土灌注過程中，其主要作用為護壁，可以有效規避混凝土縮壁或塌壁情況，保障混凝土灌注的穩定性。對于混凝土振搗程序，則是保證混凝土的密實性，并讓混凝土向兩側順利擠壓，進而提升現澆混凝土管樁的壁厚。PPC樁技術，一般應用在飽和及非飽和粘性土，或是擁有較高擠密效果的砂土等軟土路基條件中。相比于傳統的PHC（Pre-stressed high-strength concrete，預應力高強度混凝土管樁）樁技術，PPC樁技術成樁方式為現場一次成樁，不需要過多的成樁工序。PPC樁擁有直徑大、壁厚小的特點，相比于PHC樁技術，對于周邊土環境造成的影響更小。在造價方面，PPC樁技術約為PHC樁技術的3/4左右。

現澆X形混凝土樁技術利用等截面異形周邊擴大原理，通過振動沉模成孔+現場澆注成樁技術。在混凝土現場澆注工藝中，將鋼筋預先插入樁頂位置，等待樁體擁有足夠強度后，再進行樁帽的澆注作業。其中，預制樁尖封閉處理的Y形模板預先沉入土層之中，在澆筑混凝土時，混凝土會從Y形模板直接注入X形槽孔內部，以此達到以此成孔成樁效果。X形混凝土在受到振動、擠壓等因素的影響，能夠穩定提升樁間土的密實效果，提升軟土路基的承載性能。相比于CFG（Cement Fly-ash Gravel Pile，水泥粉煤灰碎石樁）樁技術，現澆X形混凝土樁技術擁有較大的樁徑，橫截面呈X形，對于周圍土環境的影響更小，造價成本約為CFG樁技術的4/5[3]。

3.2 優化結構設計

對于軟土路基路面施工設計，還需要做好結構設計工作。在本工程中，施工設計任務被劃分為A段與B段。在初步設計中，A段軟土路基路面結構如下：厚度為4 cm的細粒改性瀝青混凝土+厚度為6 cm的中粒瀝青混凝土+厚度為8 cm的粗粒瀝青混凝土+厚度為36 cm的水泥穩定碎石基層與厚度為18 cm的水泥穩定碎石底基層，并將改性乳化瀝青作為下封層使用。B段軟土路基路面結構和A段軟土路基路面結構相仿，但是改性乳化瀝青下封層被替換成同步瀝青碎石封層，設置厚度為20 cm的5%水泥穩定碎石底基層。

在施工設計方案優化中，需要從A段與B段的地質條件、通行車流量、地形地勢等多種因素分析，并要考慮軟土路基路面未來的運營維護管理相關工作，經過施工單位與設計單位的一致協商，決定上面層使用厚度為4 cm的細粒改性瀝青混凝土，中面層使用厚度為6 cm的中粒瀝青混凝土，下面層使用厚度為10 cm的瀝青穩定碎石以及厚度為36 cm的水泥穩定碎石基層與厚度為18 cm的水泥穩定碎石底基層，增設厚度為0.8 cm的改性乳化瀝青稀漿進行封層處理。

設計下面層10 cm瀝青穩定碎石，可以有效提升軟土路基路面的抗裂性能，相較于初步設計，在厚度方面有所提升，可以有效提高汽車荷載對軟土路基路面造成的持續性影響。改進后的結構設計方案，將柔性路面代替半剛性路面，借助瀝青穩定碎石，提升軟土路基路面的力學性能。相比于初步設計的A段、B段切割式設計方案，改進后的結構設計方案不僅可以有效提升軟土路基路面施工建設效率，也更適合大范圍的軟土路基路面施工建設需求[4]。

3.3 加強排水設計

軟土路基路面的排水設計，除了使用管道進行大規?？焖倥潘?，還包括以下3個方面。

3.3.1 路基排水

在軟土路基路面的兩側位置，開挖足夠寬度的明溝，以明溝方式快速清除路基積水。為提升土地資源利用率，降低占地面積，可以使用矩形溝規格，進行邊溝的填方與挖方作業，并使用漿砌片石對邊溝進行加固處理。路基排水的設計需要保持一定的獨立性，減少其和其他排水設計內容的關聯性。

3.3.2 中央分隔帶排水

本工程的中央分隔帶寬度較高，可以使用明溝排水設計。需要在中央分隔帶的中心位置，設計一個規格為40 cm×40 cm的矩形溝，并使用漿砌片石進行加固處理，提升中央分隔帶的排水效率?？紤]到自然降水可能會滲透到軟土路基路面內部，對路面、路基結構造成影響，需要設置以縱向排水滲溝+橫向與縱向排水管設置的排水系統，快速排除地下滲水。對于中央分隔帶的底部與底基層，需要在其下方設計一個規格為50 cm×40 cm的級配碎石滲溝，并在其上方、側壁、溝底等位置鋪設防滲土工布，避免路表積水滲透到路基內部。

在滲溝底部，設置一個規格為φ10 cm的PVC有孔塑料管，以豎向方式進行放置。以90 m作為一個間隔單位，將一個規格為φ10 cmPVC 的橫向無孔塑料管與豎向有孔塑料管進行對接，即可將中央分隔帶的滲水順利排泄到雨水檢查井內部，避免路基存留過多積水。

3.3.3 綠化帶排水

本工程兩側的綠化帶寬度較寬，在自然降雨中，雨水可能會從綠化帶滲入地下，侵蝕軟土路基路面及路基。綠化帶滲水將由排水系統進行排泄。在綠化帶的底部、底基層下方，設計一個規格為40 cm×40 cm的級配碎石滲溝，并在其上方、側壁、溝底鋪設防滲土工布，參考中央分隔帶排水，將綠化帶滲水排泄帶雨水檢查井內部[5]。

3.4 加強施工管理

3.4.1 做好技術交底

設計單位和施工單位進行技術交底時，需要明確施工設計方案的難點與重點內容，由施工單位從實際施工作業的角度，指出方案的問題與不足之處，并由設計單位確認，對方案細節內容做合理改進。施工單位也需要提出具有一定理解難度的內容，由設計單位進行解答。在技術交底過程中，務必要做到信息詳細、解答清楚，避免存在理解問題，影響軟土路基路面施工質量。

3.4.2 明確當日施工任務

在正式投入施工建設中，現場管理人員需要明確當日施工任務，各個施工班組需要確認具體的施工任務，領用相應的機械設備、施工材料，根據施工設計方案落實各項施工內容?，F場管理人員需要隨時檢查施工人員當前工作情況，及時指出施工問題，指導施工人員處理問題，避免給軟土路基路面留下安全隱患。

現場管理人員還需要定期向施工單位述職，由施工單位確認軟土路基路面當前施工進度是否和施工設計方案預期施工進度相匹配。如果不匹配，則證明現場施工存在問題，需要由施工單位進行確認，通過合理方式妥善處理，避免增加施工安全風險。如果匹配，施工單位需要思考如何在保證施工質量的基礎上，提升施工效率，合理縮短軟土路基路面的施工周期。

3.4.3 定期檢查施工內容

施工單位需要組織各個部門，定期到施工現場對軟土路基路面施工質量進行檢查。根據施工設計標準，確認軟土路基路面的各項指標是否合理。如果不合理，需要追究相關負責人責任，并及時組織施工班組，對當前問題及時處理。

施工單位也可以考慮邀請第三方檢查單位，對軟土路基路面當前施工情況進行不定期檢查。以定期、不定期檢查的組合方式，從根本上及時發現軟土路基路面施工問題，設計相應的處理方案做有效處理?？紤]到海濱地區可能會出現暴風、暴雨等自然災害，施工單位要盡可能降低軟土路基路面二次修整概率，保證高質量施工，以便順利養護交付，降低自然災害對軟土路基路面施工建設的影響[6]。

4 結束語

在開展軟土路基路面施工設計時，需要詳細分析工程建設規模、軟土路基實際情況，結合本文理論內容，設計一套內容完善、結構完整的施工設計方案。在方案執行過程中，需要根據施工人員的工作反饋、技術人員的專業指導，對方案細節內容做合理優化，確保施工資源得到最大化應用。希望更多道路施工單位可以參考本文內容，設計優化軟土路基路面施工設計工藝，推動我國道路施工領域穩定發展。

參考文獻

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[5] 王大洋.公路施工中軟土路基的施工技術處理探討[J].四川建材，2021，47（1）：151-152.

[6] 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.