道路工程软土路基的加固技术及施工要点分析

杨彩伟、许朋、李亚、谭祥、刘飞

（中建七局国际工程建设有限公司，广东广州 510000）

0 引言

道路工程建设不仅直接关系着民众的日常出行，还与国家的经济发展紧密联系。当前，随着私家车数量的不断增多以及物流业的蓬勃发展，对道路的承载力提出了越来越高的要求，这便使道路工程建设工作面临着更多的挑战。

而在道路工程建设中，不可避免地会遇到软土路基，在施工过程中若不能对此类路基进行妥善处理，会对工程建设质量、施工进度以及施工过程的安全性等产生明显的不利影响。为满足社会对道路工程的高质量要求，施工团队需要优化各项施工方案，积极采取先进的施工技术，尤其要注重对软土路基的处理，需要在充分了解其特点的前提下，采取有效的加固技术，改善地质条件，同时严格把控各施工环节的施工要点，提升工程的整体施工质量，打造高品质的道路工程。

1 软土路基特性

道路工程建设遭遇软土路基，会明显提高施工难度，主要是因为软土有较强的流塑性，其会影响路基及路面的承重能力及沉降速度等，极易引发塌陷事故。相较于正常路基，软土路基的透水能力较弱，其渗透系数一般在10～10cm/s 之间，大部分软土路基的天然含水量达30%～50%，更有甚者达70%以上，并且其中的水分难以通过正常的排水管道有效排出。在这种情况下进行道路工程施工，大量施工材料可能长期被水浸泡，进而引发施工材料腐烂等问题，影响道路工程质量，甚至导致安全事故。此外，软土土质具有较高的松软度及压缩性，土壤密度和强度相对较低，且其中包含多种类型、密度强度各异的土质，在上述因素的影响下，路基很容易因受力不均匀而出现开裂等问题，严重情况下可能直接导致路基崩裂，威胁行车安全。

在施工过程中，若不对软土路基进行有效处理，即便工程能顺利交付，投入使用后路面开裂和沉降等问题的发生概率也会较高，且随着路面荷载的持续增加，可能导致总荷载量超过软土路基的承重能力，这便极易导致软土路基变形，甚至引发道路坍塌等事故。

2 道路工程软土路基的加固技术

近年来，我国的各种道路工程施工技术不断进步，对软土路基的处理效果也越来越好，在道路工程开展过程中，采取相应的施工技术，能够最大限度地降低软土路基对工程质量的影响。当前，软土路基加固技术主要有强夯技术、换填技术、排水固结技术、化学固结技术、真空预压施工技术及加固土桩施工技术等，在实际施工过程中，施工团队应当结合软土路基的实际情况，选择一种或联合使用多种加固技术对其进行有效处理。

2.1 强夯技术

强夯技术是最常用的软土路基加固技术，其能够有效强化路基强度。在应用该技术时，主要采用10～40t 的重锤机械，使之从规定高度自由下落，对软土路基进行夯实处理，在夯实过程中，施工人员需要规范、合理地操作重锤机械，并严格控制重锤下落高度，确保重锤在下落过程中产生足够的冲击力。这一加固技术的主要优势在于施工方式简单，不需要投入较高的成本，并且可以重复使用。不过强夯技术同样存在一定的局限性——用于处理含砂砾土、黏土、碎石和湿陷性黄土等软土路基，可以取得良好的加固效果，但不适用于加固处理高饱和度的黏土性质的软土路基。

其中，单点夯击技术是软土路基加固处理中应用频率较高的强夯技术，在实际应用过程中，需要结合填土高度，确定并控制好单点个数。如果填土高度在3m 以下，可以设置4 个到8 个单点，当填土高度在3m以上时，可以将单点增设至10 个左右。

2.2 换填技术

换填技术与换土技术有较高的相似性，主要是应用高质量的土质替换掉原软土土壤，该处理技术同样可以达到良好的路基加固效果。由于软土土质对路基及整体工程质量所产生的不利影响有明显的不确定性，直接应用换填技术将其替换掉，可以有效杜绝各类质量问题。在实际的换填施工过程中，需要先将软土彻底清除，然后回填质量良好的砂土、碎石及碎渣等材料，此举可明显提升路基的稳定性及强度，为道路工程质量提供保障。由于不同的道路工程对路基有不同的要求，因此在应用换填技术时，施工团队应当充分结合道路工程的实际需求，灵活调整和改进换填材料及换填方式，其间需重点考虑回填材料的抗压缩性能。

2.3 排水固结技术

排水固结技术可进一步划分为塑料板排水法、砂井排水法和砂垫层法等。此类技术主要是通过降低软土水分含量的方式改善路基强度及承重力，可将之理解为在加固软土路基之前，利用加荷预压的方式对路基进行预处理。将排水柱合理地布设在软土路基中，将其中多余的水分排出，此方式可促进路基承载力及抗剪强度的提升。

在实际施工中，一般不会单独使用排水固结技术，需要将其与其他加固技术联合使用，如此才能更好地实现加固效果。比如，将排水固结技术和加载法、缓速填土法等联合使用。另外需要注意的是，排水固结技术的应用范围相对有限，只适用于含水量较高的软土路基。

2.4 化学固结技术

化学固结技术主要是利用化学方式对软土路基进行加固处理，可以使用化学固化剂改变软土的基本结构，进而强化软土的密度。很多市政道路工程在进行软土路基加固时会应用到化学固结技术，利用其良好的凝固效果，促进软土路基强度的大幅度提升。

在实际应用化学固结技术时，主要是将水泥固化剂等加入软土路基的裂缝中，在促进软土强度和硬度全面提升的基础上，有效控制软土路基塌陷问题。该项技术在软土路基加固固结中的应用效果十分明显，比较适用于对含水量较高及淤泥层软土路基的加固处理。

2.5 真空预压施工技术

在加固处理土质较差、工期紧张的软土路基时，可以采用真空预压施工技术，这一加固技术主要将大气压力作为预压荷载，将透水砂垫层铺设在软土路基场地，同时在砂垫层上方设置一层不透气的密封膜，借助排水系统、抽真空系统以及密封系统等，使密封薄膜下部空间保持真空状态，再借助膜外侧的预压荷载，逐渐固结待处理的软土路基。真空预压施工技术具有加固效率高的优势，且其间不会发生滑动等问题，可以最大限度地保证道路工程施工质量。但是，真空预压施工技术的成本比较高，因此可以将该项技术与堆载预压技术联用，以此有效控制施工成本。堆载预压技术和真空预压技术的加固原理一致，也是在完成抽气操作后进行堆载预压处理，将这两种技术联用，既能够有效节约加固时间，还能降低施工成本。

2.6 加固土桩施工技术

现阶段，在道路工程软土路基加固处理中，还会经常用到加固土桩施工技术，结合具体的加固方式，还可以将该技术进一步划分为粉喷桩技术和浆喷桩技术。在抗剪力强度超过10kPa 且有机质含量在10%以内的软土路基中，加固土桩施工技术可以取得良好的加固效果。喷粉桩机、搅拌机、喷粉系统等是加固土桩施工中主要应用的机械设备，施工中使用的主要加固材料有水泥和生石灰等。在加固过程中，利用机械设备搅拌软土和加固材料，可明显提升路基强度，更好地满足道路工程施工要求。在应用加固土桩施工技术之前，施工团队应通过反复试验明确具体施工参数，并严格检验固化材料的性能、质量以及规格等，确保其与设计标准相符，同时在施工过程中需要遵循边喷浆边提升的原则。在实际施工前，需要采集最软弱工点的土层试样，进行相应的室内配比试验，明确不同胶凝剂、外加剂掺入量下的水泥土强度。

此外，施工前要彻底清除施工现场地表的杂草、树根、石块等障碍物，平整地表，为加固土桩施工的顺利开展提供保障。

3 道路工程软土路基的施工要点

3.1 施工准备要点

在道路工程软土路基实际施工之前，施工团队应对施工地段进行全面的勘测与分析，结合相关勘测数据，明确施工地点的地质和水文等情况，同时要结合相应的国家工程标准及施工组织计划的具体要求等，合理制定施工方案。举例来说，若是施工地段的软土不存在地表水或者可以疏干地表水，可以根据施工现场的实际状况，选择适合的垫层土，一般情况下可将压实厚度控制在25cm 以上，并确保压实度在90%以上，还可以结合施工需求设置≥2%的排水横坡。对于无法疏干地表水的施工场地，则应将填砂高度控制在地表水高度的50cm 以上，完成平整处理后再进行压实处理，并将压实密度控制在90%以上。

3.2 施工技术应用要点

以某长度为27.2km 的道路工程软土路基施工为例，对软土路基施工技术应用要点进行分析。经实地勘察和专家论证，该工程施工地段主要为浅层软土层（淤泥层），比较适合应用软土层换填法，主要是利用挖掘机挖走表面杂填土、素填土以及软土层，之后将中粗砂或者砂砾填入其中，并进行分层压实处理。该工程部分路段的软土层较厚，采用水泥搅拌桩复合地基处理技术、强夯技术以及排水固结技术进行加固处理。在实际施工时，控制水泥土搅拌桩施工流程，严格遵循从中间向外围的施工顺序，在应用两喷四搅工艺时，严格控制钻头下沉速度及提升速度，确保加固范围内的土体都经过超过20 次的搅拌。在进行搅拌施工时，将停浆面控制在桩顶设计高程的500mm以上。

在开挖基础及边坡的过程中，采取人工的方式挖除桩顶以上土层及施工质量较差的桩段。施工过程中，使搅拌桩桩机底盘保持水平状态，导向架保持竖直状态，将桩位偏差控制在桩径的20%以内，将搅拌桩的垂直度偏差控制在1%以下，同时确保成桩直径和桩长达到或略大于设计值。此外，使用水泥之前对其进行过筛处理，确保准备好的浆液不存在离析问题，并对拌制水泥浆液的灌数、水泥、外掺剂用量等进行详细记录。

3.3 质量检验要点

依旧以上述工程施工为例，对软土路基施工质量检验要点进行分析。在整个施工过程中，施工团队重视对水泥搅拌桩质量的检测，在施工过程中实时检查施工记录和计量记录，并对水泥用量、桩长度、搅拌头转速及提升速度、停浆处理方式等进行重点检查。成桩一周之后，利用浅层开挖桩头的方式进行质量检查，将开挖深度控制在停浆面下0.5m，对搅拌桩均匀程度进行目测检查的同时，对成桩直径进行测量，对成桩的检查比例应达到总桩数的5%。

此外，成桩一个月之后，进行荷载试验验，结合工点实际情况开展单桩承载力和复合地基承载力载荷试验，检测数量均为总桩数的0.2%。此外，开展钻孔取芯试验，利用双管单动的钻机在桩径方向1/4 的位置进行钻孔，结合钻芯情况对桩完整度及均匀程度进行有效判断。

4 结语

综上所述，道路工程具有施工范围广及施工里程长等特点，在施工过程中极易遭遇软土路基，对其进行有效的加固处理，可以明显改善软土路基的各项性能，为工程施工质量提供保障，有效预防工程质量不达标所引发的各类交通安全事故。在实际的软土路基加固处理过程中，施工团队应合理应用强夯技术、换填技术、排水固结技术、化学固结技术、真空预压施工技术及加固土桩施工技术等处理技术，并且要精准把握施工准备、施工技术应用及质量检验的要点，这样才能取得更好的施工效果。相关领域的技术人员也应当继续深入研究软土路基加固技术，以期更好地简化施工流程、降低施工成本和提升施工效果，有效加固软土路基，延长道路工程的使用寿命。