公路工程施工中軟基處理技術

收稿日期：2023-11-05

作者簡介：李超（1984—），男，安徽宣城人，工程師，研究方向：路橋。

摘 要：在公路工程施工時，如遇軟土地基，必須采用適宜的軟基處理技術進行加固處理，待地基強度、穩定性符合工程標準后再開展后續施工?；诖?，分析軟土地基的特征及其可能造成的危害，介紹公路工程施工中常用的各種軟基處理技術，并分析軟基處理技術在工程施工中的應用要點，以期為相關從業人員提供技術支持。

關鍵詞：公路工程；軟土地基處理；施工技術

中圖分類號：U415? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）03-0016-03

1 公路工程施工中軟土地基的特征及其危害

1.1 軟土地基的特征

在公路工程施工中常遇軟土地基，軟土地基的形成受多方因素的影響。如施工區域鄰近河灘、沼澤，這類地貌周邊地層的含水量較多，會導致地基土質疏松形成軟土地基。

在氣候相對濕潤、降水量較多的地區，地表水與地下水源豐富，土層中含水量較高，加之長期降水沖刷地表，便會影響地基強度。地下水源在流動時，可能會進入土壤內部，使土粒間的孔隙增大、含水量上升，最終可能會使原本結構穩定的土壤轉化成軟土地基。

軟土地基具備以下3點特征：第一，軟土地基的土壤顆粒大、土粒間孔隙大，土質極其疏松、承載能力較弱。第二，軟土地基的土壤含水量較大，且多為黏土，在這種地基上建設公路，很有可能會因地基自身承載能力不足導致地基沉降，進而影響公路工程的質量與安全性。第三，軟土地基的結構穩定性差、抗壓能力弱，若不加以處理便貿然施工，不僅會影響工程最終建成后的質量，還有可能會拖慢工程建設進度、影響施工效率，甚至可能會引發安全事故。

1.2 軟土地基的危害

1.2.1 路面開裂

公路工程施工過程中，若施工人員沒能正確處理軟土地基，便會導致公路后續施工或投入使用后發生一系列的衍生問題，路面開裂便是后果之一。通常在公路施工過程中，施工單位需要提前對施工區域的土壤結構、土層類型作出全面、系統的勘探與檢測。在了解整個區域土質特征的基礎上，制定針對性的軟基處理策略，以解決軟土地基問題。若此時工作人員的處理方式不當，處理效果不達標，便會導致地基中的土壤結構縫隙持續擴大，引發地基結構變形，嚴重時便會導致路面開裂[1]。

1.2.2 路面沉降

公路工程施工中遭遇軟土地基若未加以妥善處理，則可能會導致工程建設過程中或工程后期投入使用后出現路面沉降問題。路面沉降不僅會縮短公路的使用壽命，還會影響公路的安全性，導致公路發生安全事故。如軟土地基處理不當，在工程投入使用后，過往車輛的荷載會對地基造成持續性的沖擊。而地基自身承載能力不足，便會導致路面出現不均勻沉降。

軟土地基土壤含水量過大，在公路投入使用后，地基依然會受地下水侵蝕，長此以往，地基將在荷載作用與地下水侵蝕作用下走形，導致路面下沉。若在公路工程施工過程中，如果工作人員使用軟基處理技術處理軟土地基，技術應用不規范，地基強度未達標，不同路段的軟土地基厚薄程度不一，或處理后的軟土地基密度不均勻，也會導致公路的不均勻沉降，影響公路行車舒適度及公路安全性。

2 公路工程施工中的軟土地基處理技術

2.1 強夯處理技術

強夯法是一種借助外力夯實軟土地基，擠壓出土壤縫隙中的水分并壓縮土體，以提高軟土地基土壤結構緊密度的軟基處理技術。在實踐應用中，施工人員需要根據施工設計圖紙，圈定軟土地基的處理范圍。結合公路工程施工方案與設計圖紙規定的地基結構緊密度，計算出強夯錘的質量、夯擊的力度與夯擊的次數。

依據精準的數據，對圈定范圍內的土壤結構進行反復錘擊，利用外部力量充分擠壓地基土壤中的水分、壓縮土粒間的縫隙，便可以提高地基結構的緊密度、提升地基的抗剪強度。通常情況下，強夯處理技術可用于疏松土質的地基處理中，若需處理含水量較高的土壤，則需要保障土壤實際含水量不超過強夯處理技術的適用范圍上限[2]。

若超出上限，即便可以擠壓出土壤結構中的水分，也無法順利排出這些水分，不能達到加固軟土地基的目的。工作人員可以使用排水固結技術輔助強夯處理技術，在地基結構中預留排水通道，讓夯擊擠壓出的水分自通道中順利排出即可。工作人員需要注意，強夯處理技術不適合處理軟黏土結構的地基。這類地基結構較為軟弱，若貿然使用強夯法，可能會破壞土體結構，反而會影響地基的滲透性能，或會導致地基結構強度大幅下降。

2.2 攪拌樁處理技術

在公路工程的軟土地基處理中，攪拌樁處理技術的應用較為廣泛，該項技術適用于多種土質類型，成本低、施工工序簡單、施工周期短，可用于大深度的地基加固。在應用攪拌樁處理技術時，工作人員需要提前開展地質勘測，并選定適合該區域地質結構與土壤類型的固化劑材料（一般為水泥材料）。

在正式施工時，施工人員需要提前架設混凝土攪拌樁基礎，隨后將固化劑緩慢注入樁基內部，再開始攪拌，使固化劑材料與周邊的土壤結構充分混合。在固化劑徹底凝固之后，便可以在地基內形成堅固的混合樁用于支撐地基結構。

2.3 預應力混凝土管樁處理技術

近年來，預應力混凝土管樁處理技術在公路工程軟基處理工程中也相對常見。簡單來說，預應力混凝土管樁技術的基本原理是物理離心脫水。該項技術在復雜土質的軟土地基處理工作中的應用效果良好，包括黏性土、粉土和濕陷性黃土等特殊結構的軟土地基處理中，都可使用該技術，且加固后的地基強度、硬度與地基承載性能均可達標。

雖然該項技術適用于多種特殊地基土質，但在應用時，仍需工作人員對地基土質進行檢測，分析土質結構、土質類型，以因地制宜為原則，制定針對性的施工方案，并交由技術部門審查，完成施工方案的可行性分析后才可開工。在施工時，還需要保障所有施工人員均能嚴格按技術標準與操作規范有序施工，方能保障施工效果。

2.4 排水固結處理技術

排水固結處理技術的基本原理，是通過擠壓土壤結構中的水分提高土壤結構緊密度，再通過固結技術實現軟土地基加固的目的。一般情況下，排水固結處理技術多用于黏性土成分，且土壤含水量較高的軟土地基中。該技術性價比較高，應用效果較好，但在實踐應用中，大部分公路工程面臨的軟土地基除了土壤含水量過高以外，往往還存在其他問題，如黏性土過多、土壤結構松散等，此時只使用排水固結處理技術是很難達到預期標準的。所以在實踐中，該項技術常與其他軟基處理技術結合使用。

排水固結處理技術可以擠壓出土壤中的水分，再讓這些水順著之前預留的排水通道排出地基，以此達到降低土壤含水量、改善土壤透水性與滲透性能的目的[3]。排水管的預留、埋設位置決定了擠壓出的水分能否順利排出，所以在使用排水固結處理技術時，要分析土壤含水量，確定擠壓土壤的具體位置與實際施工方案，最后才能決定排水管的埋設位置與實際埋深，以免發生排水管位置不正確、排水效果不好或排水管道堵塞導致無法排水等問題。

2.5 換土回填處理技術

換土回填技術是指在公路工程施工中，使用具備較強承載性能的優質材料替換軟土層，再通過回填、壓實處理，制作公路工程建設的標準地基的一種軟基處理技術。該技術的成本較高，且不適用于大厚度的軟土地基處理工程。但換土回填處理技術的效果極好，幾乎可以解決所有軟土地基給公路工程施工造成的不利影響。

在應用換土回填處理技術前，施工團隊必須認真檢測區域內的土質結構、土壤類型、軟土地基厚度及該路段的地基參數標準。根據周邊土體特征及工程建設標準，選擇性能達標的回填材料，以其替換軟基中的土壤。在回填時，要堅持分層回填，每回填一層都需及時壓實，壓實后還需立即檢測該層回填土料的緊密程度，確認緊密度達標后才能開始下一層回填。在回填與壓實的過程中，要保證回填區域可以與周邊的土壤環境完美融合。

2.6 表層處理技術

表層處理技術是一種相對常見的軟基處理技術，在施工時，需要工作人員對軟土地基進行勘測，再結合軟土地基的情況，在地基表面添加一些固結材料，以此提高地基結構強度。在實踐應用中，表層處理技術不僅可以在一定程度上將地基結構的外形固定，以免在施工期間地基變形，還可以加速軟土地基的沉降時間、縮短地基固結時間，并實現高效、集中的排水，能妥善解決軟土地基內部含水量過多的問題。

表層處理技術中，應用范圍最廣的便是砂墊層處理技術。砂墊層處理技術常用于處理軟土含量少但土壤含水量高的地基，在使用砂墊層處理技術時，施工人員需要先標記出公路工程的軟土地基區域，隨后在地基下方的土層上鋪設一層砂石作為墊層，利用砂石料提高地基密度以及土層的承載性能。

砂石墊層的厚度以0.1 m為宜，不可過厚，也不能太薄，適宜的厚度才能發揮出砂墊層的加固效果與隔離作用，提高地基的滲水性、排水性。在鋪好砂石墊層后，工作人員需及時回填。如果選擇的回填材料是粉土，那么粉土應該鋪在砂墊層的下方[4]。若粉土處于砂墊層上方，則會影響地基的排水性能，導致地基積水土壤結構含水量上升。

一般情況下，表層處理技術可用于軟土地基表面滲透性較低、公路兩側路堤小于兩倍極限高度、軟土層及其硬殼較薄等情況。具備雙面排水條件且軟土層較厚的地基處理中也可使用該技術。在使用表層處理技術時，要求施工人員把控好填筑速度，給地基排水與固結預留充足的時間。

3 公路工程施工中軟基處理技術的應用要點

3.1 注重綠色施工

公路工程建設施工中要突出綠色環保理念，要在保證工程可以滿足質量標準與安全等級的基礎上，適當降低施工過程中對周邊自然環境的損害以及材料損耗，確保公路施工中針對軟土地基的處理可以與環境保護工程相呼應，形成良性循環，實現綠色施工。在應用軟土地基處理技術時，要降低軟基處理對周圍土體與自然環境的破壞，減少環境污染，如通過合理調整施工時間、使用降噪設備，降低噪聲污染。通過灑水降塵等手段，減少揚塵污染。制定合理、科學的軟土地基廢水、廢料排放計劃，將軟土地基處理環節中對周邊環境造成的影響降至最低。

在軟土地基處理時，要始終秉持節能環保理念，制定適宜的節能降耗措施，引入節能技術，選擇自然材料，并做好施工材料的回收與再利用，提升施工中各項建材的利用效率，達到綠色工程的節能降耗標準。

3.2 強化地質勘測

目前，我國公路路網已遍布全國，公路工程建設時面臨的地貌地形、地質條件也愈發復雜。在正式施工前，施工團隊必須要完善對施工區域的地質勘測，采集區域范圍內的土壤含水率、巖性、地質環境等信息。充分了解區域內的軟土地基情況，再以因地制宜為原則，制定針對性的施工方案，選擇正確的軟基處理技術，為后續的工程建設打好基礎。

在地質勘測時，要注重對水文環境、軟土地基層厚度、土壤結構成分類型及特征的檢測，隨后將檢測結果匯總處理，并編制該區域的軟土地基處理技術應用報告。將地質勘測結果作為軟基處理技術的應用指標，甄選處理工藝與技術所用材料，確定材料配比，開展軟基處理技術應用方案的可行性分析，并完成技術實驗。結合實驗參數、實驗結果，對技術應用方案進行適當調整，確保技術方案符合現場實況，可達到預計標準后方可投入使用[5]。

3.3 完善檢測評價

公路工程施工中的軟基處理技術應用時，務必要重視技術應用的檢測與評價，完善對技術應用的監督與管理，確保技術應用符合工程標準。在施工現場，針對公路工程的軟基處理技術檢測與評價方法，包括現場檢測、觀測、施工后采樣分析等。要求工作人員加大對軟基處理技術應用的監督管理力度，評估軟基處理技術應用的實施效果，采集施工現場的各項數據信息，確保該技術符合工程標準，應用軟基處理技術后的地基強度可達到預設指標。

在施工過程中，還需開展隨機抽檢，對軟基處理技術的落實情況做出客觀、科學的評價，查驗技術應用效果與預期方案間是否存在差異，如有差異，則需找準差異原因并執行技術方案調整。開展針對軟基處理技術的整體性檢測評價，分析該技術應用是否使工程建設達到預設標準。在應用軟基處理技術后，還需開展進一步的地基加固，以此保障公路工程施工中的軟基處理效果。

4 結束語

在公路工程施工中常遇軟土地基，若處理不當，則會嚴重影響公路質量以及公路路面的安全性。所以在施工時，施工人員需要開展詳細的地質勘測，分析軟土地基結構特征、土質類型，根據不同的土質情況，選擇對應的軟基處理技術，并制定合理的軟基處理技術應用方案，全面提升公路工程地基穩定性，注重綠色施工，完善軟基處理技術的檢測與評價，充分發揮出軟基處理技術在公路工程施工中的最大化價值，為公路工程建設提供更全面的保障。

參考文獻

[1] 陳載頌.高速公路工程施工中軟基處理的關鍵技術[J].四川水泥，2022（2）：275-276.

[2] 楊愛俠.軟基處理技術在公路工程施工中的應用[J].交通世界，2021（18）：106-107.

[3] 曹宇坤.高速公路工程施工中軟基處理關鍵技術應用研究[J].中國標準化，2021（10）：66-67.

[4] 鄭寶平.軟基處理施工技術在公路工程施工中的應用[J].黑龍江交通科技，2021（2）：66-67.

[5] 楊尚.公路工程軟基處理綠色施工技術應用研究[J].交通節能與環保，2020（6）：119-122.