公路路基路面设计中的 软基处理分析

赵顺

公路是重要的交通运输设施，而路基路面是公路的基础，路基路面的设计质量对公路质量有着重要影响，也与交通安全及社会发展息息相关，软基作为一种比较特殊的路基如果处理不当，就会严重影响路基路面质量。本文简述了软土地基特征及处理意义、公路路基路面设计中软基处理存在的不足，分析了公路路基路面设计中的软基处理技术，并对公路路基路面设计中的软基处理对策进行了分析，希望可以为提高公路建设质量提供一些参考。

软土是指土的强度较低，包括软粘性土、淤泥、泥炭等不同类型，在建设公路过程中不可避免地会遇见软土，尤其是滨海平原、盆地周围等地区，这些地区迫切需要公路交通设施，但在修筑桥梁、路基、通道时通常会遇到软土，处理不当极易造成路基滑移、路面不平等危害，一定要合理应用处理技术保障路基路面的稳定性，进而保障交通安全及生命安全。

一、软土地基及软土地基处理存在的不足

1.软土地基特征及处理意义

不同年代及不同成因的软土有着不同的性质，但其基本物理性质是接近的，主要包括以下几点：一是含水量较高，软土由粘土粒和粉土粒组合而成，其所含的矿物质为蒙脱石和伊利石，晶粒比较细并且带负电荷，当其与阳离子作用时就会吸附于表面形成水膜，含水量较高。二是透水性差，固结速度较慢，而且当有机质较多时极易产生气泡造成堵塞降低其渗透性。三是压缩性较高，天然状态软土有正常固结、超固结、欠固结等不同状态，如果是超固结状态土，应力低于前期固结压力时就会降低地基沉降率。四是流动性较强，由于软土受到剪应力作用会在一定程度上产生变形，进而降低了抗剪强度。在公路建设过程中保障地基质量是降低工程事故的关键，而软基处理是否得当关系着地基质量，因此要合理利用换填、挤密、胶结等方法做好软基处理，提高地基抗剪能力、降低地基压缩性、提高地基透水性等，为提升公路建设质量奠定坚实基础。

2.公路路基路面设计中软基处理存在的不足

主要体现在以下几个方面：一是软基处理意识有待提高，软土是一种常见地质，设计人员在进行路基路面设计时需要做好现场调查工作，但这通常是设计人员忽视的问题，致使设计方案与现场实际地质不符，造成路基结构失稳现象的发生，并且经济的发展加大了公路运输负担，如果未重视软基处理的监管，不仅影响公路使用寿命也极易造成交通安全隐患。二是施工机械落后影响软土地基处理质量，虽然我国的施工机械在不断的发展甚至形成许多系列化产品，但仍与建设需求存在差距，而落后的机械设备难以保障良好的施工质量，例如：在进行深层搅拌时就需要先进的机械保障其加固效果。三是软基处理方法不合理，建筑业的发展使得道路工程建设经验在不断增加，换填回填等软土处理经验也被广泛应用于软基处理，但道路等级越高其路基要求也会越高，如果在处理软基时不考虑行车荷载等因素极易影响公路安全性，目前我国公路建设中软基处理大多还沿袭传统的处理经验，缺乏工艺优化和方法创新等，以至于公路使用越久问题暴露的越多。四是相关人员的能力及素质有待提升，尤其是施工人员，软基处理技术要求较高，既需要施工人员有一定经验也需要有专业的技术，但目前很多施工人员甚至连基本的软基处理概念都没有，也缺乏专业知识培训，致使难以详细、熟练的进行操作。

二、公路路基路面设计中的软基处理技术

1.表层处理技术及深层软基处理技术

在进行软土地基处理时要做好表层排水工作，施工前要挖掘地表沟槽排除地表水，降低土壤含水量，在清除路基上的软土后要铺上砂垫层，用以排除路基中的积水，合理利用敷垫材料提高软土的承载力。或者采取添加剂法进行处理，当表层为粘土时加入石灰、水泥等添加剂，可以提高软土地基的强度，增强填土稳定固结效果。也可以采取土工织物法进行处理，其原则是编织土工布将其铺设于软基表面，增加软基稳定性，土工织物具有重量轻、连续性好、耐腐蚀等优点，在摊铺土工织物时要拉直平顺，不得出现扭曲、重叠现象。在进行深层软基处理时，可以采取以下几种方法:一是强夯法，主要应用于地质分层均匀，软土固结的地基，通过夯实处理后能够使地基沉降更加均匀，提高路基的稳定性。二是深层搅拌法，主要应用于含水量较高的地基，利用机械设备将固化剂与地基土进行搅拌形成增强体，提高地基承载力。三是振冲碎石桩法，主要应用于过渡路段软基处理，振冲碎石桩法是利用振冲器在软基中打出孔填入碎石料形成碎石桩体，充分发挥其支撑作用，而且碎石桩具有排水通道可以进行排水固结。四是联合处理法，结合实际工程需求，将不同处理方法联合应用，更好地发挥出加固作用。

2.抛石挤淤技术及换填技术

抛石挤淤技术常应用于路基位于藕田等淤泥较深的区域，在此区域抛填大块石块以及不易被软化的小石块，合理控制抛填高度，将其铺平后进行振动压实，压实至无淤泥挤出为止，抛填深度过高时要采取分层压实技术，整段都处理完后要铺设碎石进行土方填筑。利用抛石挤淤技术能够使路基底部的结构更加坚固，石块间嵌的越紧荷载能力越强。对于难以自流干水的区域要采取敷设盲沟技术，降低土体水位，利用矩形盲沟或者梯形盲沟排出大量水分。对于一般路段在进行换填时，首先要挖掘湿土，其次铺设片石进行填充，最后进行碾压，并检测沉降率，如果不符合要求需要再次压实，如果碾压时出现翻浆要及时停止碾压，找出原因进行解决。或者在挖掘湿土后利用建筑垃圾进行填充，并不断碾压提高密实度，出现翻浆时立即停止，整个步骤要控制含水量，路基含水量过高则需蒸发一些水分后再施工。

3.软土路基加固技术

路基加固是公路路基路面施工的重要程序，软土路基加固技术包括以下几种:一是反压护道法，主要应用于软土较厚路堤限高的区域，在路堤两侧填筑护道平衡淤泥产生的胀力，在施工过程中尽量保证护道与路堤同时填筑，反压护道法施工工艺相对简单，但施工用地较大。二是喷粉桩加固处理法，利用喷射搅拌机将水泥喷入地基深部，并利用搅拌机搅拌加固料与软土形成高稳定性桩体，实现加固目的。喷粉桩通常是由固化剂形成的土桩，无法加入粗石骨料，也无法通过配置钢筋提高承载力，因此只考虑竖直荷载。由于喷粉桩的截面强度不均匀，外边缘的强度较强，在施工过程中要进行空杆复钻操作，提高混合土的均匀性。喷粉桩处理技术具有工艺合理、成本低、无噪音、对环境无污染等优势，不仅能够加固软土地基，增强其承载力提高基础地耐力，也能够加固软土边坡，缓解边坡稳定性不足问题。另外，利用水泥制作的喷粉桩也可用于基坑施工中，将原位土变得更加密实，降低渗透系数，切断地下水的渗透，既能降低对环境的危害，也能使基坑排水变得更简便。三是加载法，利用加载法提高地基强度，如填土加载法，通过填土提高地基总压力，在应用填土加载法时重点关注地基稳定状态。真空预压法也是一种加载法，在地基表面铺砂并进行覆盖形成不透水膜，利用大气压进行加载固结。

4.复合地基技术与排水预压技术

复合地基技术主要包括以下几种:一是泡沫混凝土法，由于泡沫混凝土的湿容重较低，在进行回填时可以选取泡沫混凝土，而且其具有较强的粘结性可以提高路堤边坡稳固性。其优点是防水性较强，并且施工简单能够降低对环境的影响。二是粒料桩法，简单来讲就是利用水平振动设备将粘性土基钻出孔，填入砂袋、碎石等振密成桩形成复合地基，此种方法加固期短，可以连续加载施工缩短工期。三是高压旋喷注浆法，利用设备将注浆管放入固定位置，用浆液高压流冲切水体，喷射时要不断旋转进行旋喷形成增强体，提高地基承载力，比较常用的有单管法、三重管法，此种方法适用于淤泥质土、粉土、砂土等地基，涉及材料涵盖高压泵、泥浆泵、注浆管、流量管、注浆机等，需要经过试验明确适用性。塑料板排水法是一种重要的排水固结技术，利用塑料板排水预压提高承载力，实现软土地基的加固，此种方法具有施工简单、成本低、性能好等优势，适用于土基松软地段。

三、公路路基路面设计中的软基处理对策

1.重视地质勘测及测绘，强化控制要点的设计

软土地基容易造成公路滑塌现象的发生，在进行路基路面设计时首先需要重视前期地质勘测与测绘，调查施工地段的土壤结构、地质水平，并根据地区位置进行分别勘测测绘，尤其是周围的水资源分布、山岩分布情况，要针对地表水、地下水等开展综合分析，避免含水量超标造成路基安全隐患。其次要强化软基处理方案的论证，合理应用BIM 技术等进行模拟验证，保障方案的可行性及科学性，在论证过程中要将技术性、时间进度等都考虑其中，并结合勘察资料优化处理流程形成规范化设计报告，为高效的软基处理奠定基础。最后要做好控制要点的设计，主要包括三个方面：一是石灰原料的处理，石灰是重要的填筑原料，进行软基处理时，首要先做好石灰的消解工作，否则在遇到雨水天气时极易造成路基膨胀现象，影响路面平整度。而且石灰非常容易受潮，也要做好储存，需要对其进行覆盖，储存时间不得过长以免降低石灰的镁和钙含量，影响石灰原料指标。二是过湿土含水量的控制，过湿土含水量过高会严重影响公路路基的稳定性，因此，在进行施工前需要先进行过湿土的翻晒及粉碎工作，合理控制过湿土含水量，然后再进行回填施工。三是填筑土厚度控制，填筑施工作业是软基处理的必备操作，想要保障填筑质量，就要做好填筑土厚度的控制工作，否则厚度不符合要求会影响碾压及整平工作，并且会在一定程度上降低路基稳定性，甚至会造成返工情况。

2.合理应用软基处理方法

在进行软基处理时，不同区域的软基要选择不同的处理方法，对于路堑处的软基要先挖除路槽湿土加入一定生石灰，翻转搅拌后进行闷料操作，完成闷料后再加入生石灰，重复翻转搅拌、闷料操作，经过合理的周期使湿土与生石灰完全溶解。即使土壤含水量均匀也要用挖掘机将其铺洒在路槽中，加入生石灰进行翻转搅拌、粉碎，以此保障路堑土壤颗粒符合使用标准。对于路堤处的软基要分层处理，在铺土壤前需要压实底层，每层都要翻晒及粉碎，当其符合标准后才可以开始下道工序，在压实过程中要保障均匀度、密实度指标达到要求。对于路基边坡要做好保护措施，避免由于雨水造成边坡冲毁情况的发生，完成路基施工后利用保护布进行遮盖，在最大程度上降低雨水对路基造成的影响。

四、结语

综上，我国的公路建设过程中路基路面设计还存在较多不足之处，尤其是软土地基处理不当引发的诸多问题，为了提高公路建设质量，就需要设计人员重视地质勘测及测绘，强化控制要点的设计，并合理应用表层处理技术、深层软基处理技术、抛石挤淤技术、换填技术、软土路基加固技术、复合地基技术、排水预压技术等，科学处理软土地基，在最大程度上避免由于软土路基问题造成公路不稳定现象的发生。