探讨公路路基路面施工中的软基处理

贾朝安

（中交一公局集团有限公司,北京 100000）

0 引言

软土路基中含有大量的松软土，虽然不同区域软基组成和结构各有不同，但都具有含水量高、渗水性差、强度低等劣势。在公路建设工程中，受到软基的影响，很容易导致路面铺筑无法成型、软基变形等问题，影响路面的稳定性；或在后续公路运行期间，出现承载力差、公路使用寿命缩短等问题，严重影响交通安全。因此，公路路基路面施工中，软基处理加固是必需环节，对保障公路质量意义重大。

1 当前公路路基路面施工中软基处理存在的问题

1.1 前期勘察不到位

公路路基路面施工工作中，软基处理要基于地质条件进行，充分分析地质特征，掌握数据信息，才能确保软基处理工作的质量与效率。但在目前实际工作中，前期勘察工作仍然欠缺。一方面，建筑单位缺少对地质勘察工作的重视，在测量分析过程中，缺少管理标准，导致勘测不够规范，勘测结果不够合理。另一方面，勘测不够全面，仅对工程区域勘测，缺少对周边地质环境的深入分析，使得后续软基处理对环境造成不良影响。

1.2 技术选择不科学

公路路基路面施工中，软基处理包括多种不同的技术方法，科学选择技术方法是确保软基处理效果的关键。但目前，部分施工单位在设计软基处理方案时，仍然欠缺择优意识，对软基处理技术的选择不够合理。部分所选择的技术方法适用性较差，未根据软基实际状况选择最优的加固技术，或是所选择的软基处理方法仅考虑质量，忽略经济性因素，造成成本消耗高、施工周期长的问题。

2 公路路基路面施工中软基处理技术方法

2.1 表层处理技术

表层处理技术主要在软基浇筑前期，利用设备改变软基水分基础，可提高粉底的稳定性。砾石垫施工阶段，可使用吸收性、防潮性较强的材料，如石灰石，降低粉底中的水分含量。在此基础上，结合施工要求，选择合适的材料，注意材料的配比，避免出现材料不合理混合，降低其质量等问题。利用表层处理技术，对软基进行排水，选择适当的位置建立沟渠，基于现场施工环境和其他因素，确立合理的沟渠规格和尺寸，确保将水分充分、有效引出，提高地基的质量与稳定性。

2.2 换土垫层法

换土垫层法主要是利用其他地区土质较好的土壤更换软基区域土壤，降低土壤的含水量，提高土壤质量，以此处理软基问题。在施工过程中，需首先注意对选定填充土的质量进行检查，确保其符合土壤更换标准。其次，施工部门要深入分析并严格控制软土挖掘深度，最大程度地保障软土换填质量。换土填筑的过程中，要按照分层填充的方式进行，确保填充效果，保障公路路基质量。图1所示即为换土垫层法。

图1 换土垫层法

2.3 排水固结法

排水固结法在软基处理中，对环境要求相对较高，并非适用于所有的软基处理。通常情况下，为了保证排水固结法的作用，使其在软基处理中发挥优势，施工人员需在天然土体当中设置竖向排水井，并在其中孔隙较小的区域使用砂垫层，提高排水固结水平。在实际应用过程中，排水固结法经济效益较高，施工速率较快，因此常应用于路面抢修施工当中。

2.4 强夯加固技术

强夯加固技术目前常见的形式包括桩式置换和整式置换，在实际应用过程中，容易受到垫层、砂井等条件因素的影响，只有加大监管控制力度，才能确保技术发挥其作用，提高软基的承载力。强夯加固技术操作水平较低、施工过程简捷、适用性较强，但相对而言，经济性较低，所以通常被使用于工期或软基处理时间有所限制、施工规模较大的公路路基路面施工当中。

2.5 预应力管桩施工技术

预应力管桩施工技术通过控制软基含水量和沉降问题，以提高路基路面稳定性。在此过程中，必须充分保障技术工艺的质量，注意以下几点内容：①明确软基的范围和具体位置，为预应力管桩施工提供前提条件；②工作人员准确测量软基相关数据，通过数据分析确定管道安装位置，确保该技术的稳定运行，保证技术质量[1]；③桩结构应在测量文件位置基础上进行，结合施工现场环境特征，严格依据工程施工要求标准，调整施工技术，发挥其在延性地基中的加固作用。

2.6 粉煤灰碎石桩加固技术

粉煤灰碎石桩加固技术是当前软基处理中使用最为广泛的技术类型，且已发展至较为成熟的阶段，在软基加固中发挥着重要的作用。粉煤灰碎石桩加固技术通过将粉煤灰、水泥、废旧石屑和水按一定比例相混合，得到黏结性较高的材料。将配置好的材料灌入软基当中，使得内部结构间相互连接，形成复合型地基，发挥其隔水作用，对软基进行加固。粉煤灰碎石桩加固技术不仅有利于提高公路路基路面的稳固性，还具有较高的经济性。图2即为粉煤灰碎石桩加固技术。

图2 粉煤灰碎石桩加固技术

2.7 现浇混凝土管桩施工技术

混凝土在公路路基路面施工中必不可少，利用现浇混凝土管桩施工技术，可有效优化软基的结构，对软基进行加固，解决其中存在的不良问题。在技术不断发展和优化的环境下，现浇混凝土管桩施工技术可结合预应力混凝土管桩和振动沉管桩，提高防渗墙的防渗性能，使其应用在更高规格的工程施工中。通过该技术还可有效实现淤泥加固效果，避免地基沉降问题。

3 提升公路路基路面施工中软基处理水平的对策

3.1 加强地质勘察

为了提升公路路基路面施工的科学性，提高软基处理水平，根本在于加强地质勘察，由施工单位、建设单位共同加强对施工现场及周围环境的地质勘测。一方面，设计单位、施工单位应重视地质勘察任务，以严格的管理标准确保勘察工作的准确性和全面性。另一方面，施工单位应安排专门人员对施工周围地质进行勘察，全面了解相关情况，再进行软基处理工作。基于地质勘察情况，技术人员要重点对岩石的软硬度和土层结构进行划分[2]。比如，在公路工程前期地质勘测结果显示“某路段下方存在软岩”，技术人员需深入分析，掌握数据信息，设置更具针对性的支护措施，确保软土地基的稳定性。并在此基础上，加强对土层的构成的划分，重点勘测划分淤泥土、松散填土层等在公路施工及投入使用后更容易产生沉降的土层，以避免这些土层颗粒间存在的空隙影响地基的密实度。为了避免公路投入使用后，在长时间受到荷载作用力的情况下，土层被不断压实，出现沉降裂缝等问题，严重影响公路寿命和行车安全，加强地质勘察是根本对策。

3.2 充分考虑载荷水平

公路路基路面施工和软基处理施工中，应充分考虑路面的载荷水平，以此作为基础，保证软基处理的合理性。施工期间，以各参数标准为依据，对照施工图纸，保证工程高质量完成。考虑路基路面载荷水平，重点收集以下几方面载荷：

（1）竖向荷载。公路投入使用后，路基承受的主要荷载即为竖向荷载。依照我国相关规定，计算车辆荷载时应以bzz-100标准进行。以固定值0.7 MPa作为适用的车辆标准胎压。在收集期间，考虑到车辆荷载会优先直接作用于路面，经过基层逐渐传递到土基端。基于此，计算竖向荷载值时，技术人员重点收集公路平均轮压值扩散至土基的值，并按实计算[3]。

（2）动荷载。公路投入使用后，过往车辆在公路上行驶时，会产生一定振动。在此期间，公路路面基本都会出现一定程度的凹凸不平现象，程度各有不同。行驶车辆受到“颠簸”之后，同样会产生振动。这种通过振动对路面路基造成的作用力即为动荷载。在计算时，一般选用1.1～1.3的动荷载系数固定值。

（3）水平荷载。车辆行驶在上下坡时，为了维持速度的合理性，驾驶人通常会采取“给油加速”或“刹车减速”的方式进行调整。在这一调整的过程中，车辆会对路面产生水平方向的作用力。基于此，针对上下坡区段的路面路基进行施工时，还应精确计算出抗剪切强度。

3.3 全面确定各项参数

（1）地基处理标准。软土地基的处理标准与常规地基处理标准基本一致，但相较而言，软土地基处理施工难度却远高于常规地基。为了保障施工质量，软土地基处理标准通常包括以下几方面：

1）确保软土地基处理后，各相关参数满足所在路段基础承载力的要求，且其地基容许承载力超过120 kPa。除车辆行驶的路面外，公路边缘的人行道、绿化带的地基承载力应该控制在100 kPa之上。

2）软土地基处理中，路基顶面的回弹模量应该始终控制在35 MPa之上。

3）经相关处理，不同路段的沉降控制标准应该满足相应的要求。如一般的路基段，处理后的容许沉降高度最大值应达到0.3 m；桥头段的最大沉降值不能超过 0.1 m。

（2）确定相关参数。施工参数的确定，重点考虑地基承载力、边坡稳定度和沉降等方面。以复合地基的地基承载力参数确定为例，包括多种不同的计算方法。

1）弹塑性分析法：

式中，Cs、φs——土层的抗剪强度指标，均为常数，可直接选用公路工程项目规划书中给出的数值；γ——土层的重力密度（kN/m3）；h——所计算位置的深度（m）。在实际应用中，若采用打桩方式处理软基，桩顶的承载力较小，因此其整体呈现出弹性状态，此时桩顶压力越大，碎石桩越会向侧面膨胀，周围的土体便会出现塑性区。当碎石桩逐渐达到单桩所能够承受的极限承载力时，桩周的土体会随之逐渐达到极限的平衡状态。通过这一假设理论，可以推导出桩周围土体对碎石桩产生的极限约束力，而这种约束力便是完成软土地基处理后的公路路段的地基承载力。

2）Brauns方法：

式中，δs——桩周土体表面的实时荷载值（主要取完成软基处理后对应的荷载值）（kPa）；δ——公路滑动面与水平面之间形成的夹角。在具体计算时需要注意，δs的取值并不是固定的，理论上存在δs=0的情况。在这一计算方式下，假设以碎石桩为软基处理方法，在竖直载荷点作用下，周围土体会出现侧向变形，与弹塑性分析法相似，但计算的切入角度有所不同。在此方法下，技术人员还需测量周围土体的膨胀破坏长度，根据碎石桩的半径参数，对其具体值加以计算确定，进而推导出碎石桩周围土体达到“被动极限平衡”时的极限平衡条件，最终计算出极限约束力相关参数[4]。

3）垫层扩散法。垫层扩散法主要针对换填处理法下的软土地基相关参数计算。计算软基沉降的方法为分层总和法，计算路堤边坡稳定性进的方法为圆弧滑动法。

3.4 科学选择处理技术

在科学技术的不断发展下，软基处理技术也开始多样化发展，为公路路基路面施工中软基处理提供了更多的选择。为了确保公路路基路面施工的合理性，科学选择软基处理技术至关重要。施工单位应首先根据工程施工要求和周期规划，对比分析并选择合理的软基处理技术，确保该技术在应用过程中能够如期完成处理任务，保证软基处理的质量。其次，施工单位应充分考虑技术的经济效益，根据工程投资规划进行科学选择，避免因技术选择不当增加工程施工成本。

3.5 提高施工人员专业能力

施工人员的专业能力直接决定软基处理施工效果，在处理技术多样性的环境下，不同的公路路基路面施工项目有着不同的施工要求和重点，施工人员必须具备较高的专业能力素质，并具备丰富的经验，才能针对施工工程制定更加合理、准确的处理方案。在工作中，应加强施工人员培训，使其在了解学习专业知识、相关法律法规的基础上，多加实战演练，提升现场分析和应用能力，全面提高软基处理水平和路面施工效果。在此基础上，激发施工人员的创新意识和能力，并为其提供创新模拟实践环境，使得施工方案更具创新性、专业性和科学性，不断提升公路路基路面施工中软基处理水平。

4 结论

综上所述，软基处理是公路工程建设中必须解决的重点问题，直接关系到公路后期运行质量和交通出行安全。在公路路基路面施工中，软基处理方式多种多样，包括换土垫层法、强夯加固技术、粉煤灰碎石桩加固技术等，在应用中各具特点和优势，且作用效果各有不同。为了提高软基处理质量，还应加强地质勘察、充分考虑载荷水平、全面确定各项参数、科学选择处理技术，采取科学监管措施，充分发挥软基处理技术作用，确保公路建设顺利进行。