初探公路施工中软土路基的施工技术

肖广源

（新疆中广建设工程有限公司，新疆 图木舒克 843900）

0 引言

我国是一个幅员辽阔的大国，各个地区因实际地质条件的不同，在开展公路施工时，不可能保证所有的路段均为理想地质条件，路基条件时好时坏是客观存在的必然现象，而软土地基则是其中最为常见的一种。从公路工程在软土地基的施工实况来看，若并未对该类型路径进行妥善处理，则必然会出现开裂凹陷、不规则沉陷、边坡坍塌等问题，这不仅会严重影响相关路段公路的安全性，更不利于我国公路事业的长远发展。故此，必须积极探索能够有效解决软土地基质量问题的施工技术，这对提升公路工程质量、加速公路事业发展均有着极为强烈的现实意义。

1 软土路基的特征概述

1.1 含水量高

不同于常规路基，软土路基的含水量要大幅高于普通路基，一般土壤的这一特征并没有任何不妥，但若该类土壤结构将用于公路施工，过高的含水量无疑会降低各类施工材料与土壤结构结合的紧实度，从而对施工质量造成不良影响。同时，也正是因为含水量过高的缘故，所以软土路基通常不具备优秀的防渗性能，故而若无法采用相应的技术予以解决，就会对公路正常使用埋下诸多安全隐患[1]。

1.2 孔隙过大

从软土地基的土壤结构方面来看，其主要呈现出结构松散的特性，这意味着土壤结构整体孔隙过大，所以软土路基不具备良好的静荷载力。而在公路工程的施工过程中，会用到大量大型设备、且在公路工程完工后，也需要承载各类车辆的通行，而若静荷载力过低则必然无法达成这一基本需求，导致软土地基公路，无论是在施工环节还是在运营环节均存在一定的安全隐患。

2 软土路基能够对公路施工造成的主要危害

2.1 开裂凹陷隐患

如上文所示，软土路基是一种含水量极高的土壤结构，若公路软土路基路段含水量趋于饱和，则意味着多余积水难以被突然吸收，这一问题会为施工造成极大的隐患。因为从目前我国公路工程的实际施工情况来看，公路路面主要材料为混凝土，而混凝土在凝固阶段自身会挥发大量的水分，可软土路径并不具备良好的渗水性，若自身土壤含水量趋于饱和，则意味这混凝土的水分无法得到有效挥发，这必然会极大影响到混凝土的凝固速度。而若在混凝土若表面凝固内部未完全凝固的情况下继续开展施工，混凝土凝固阶段未正常挥发的水分则会仅需影响公路路面结构，从而出现开裂、凹陷的问题，影响施工的正常进行[2]。

2.2 不规则沉陷隐患

不同于常规土壤结构，软土地基因自身含水量过高的缘故具备一定的流动性，而结构整体孔隙又过大，则导致路面抗扰动能力极低。这样的问题会导致在进行公路施工的过程中，当施工对路基结构施加一定的剪切应力时，路基填筑部位并不能有效抵消应力，整体荷载性能会大幅下滑，严重时则会导致应力过于集中的区域出现不规则沉陷问题。从目前公路工程在软土地基的施工实况来看，若在路基填筑阶段，无法对软土路基的土体进行压实处理，则路基填筑必然会出现剩余沉降，此时若开展继续进行压实等施工，则必然会导致未充分压实的部位出现路基下陷问题。此外，若在施工阶段并未进行详细的地质结构勘探，未获悉土壤结构的具体类别，如流沙、沼泽等，这一类软土地基都需要进行挤密压实等处理才能开展后续施工，负责路堤路床部位必然会出现不规则沉陷问题[3]。

2.3 边坡坍塌隐患

从实际情况来看，绝大多数公路工程在施工过程中若遭遇障碍物、或直接施工难度较大时，均会采用绕行处理。以山体施工为例，若需进行绕山则会将背靠山体的一侧作为开放边坡。但若此区域为软土地质区域，边坡部位的土壤黏结力必然无法得到有效的保障，一旦失去土体支撑则会诱发坍塌问题。尤其是在经过一些农田灌溉区域，土壤含水量会进一步提升，会导致公路地下水位难以被控制在临界深度以下，继而进一步增强公路边坡坍塌的风险，严重时甚至会导致公路路基结构完全损坏。

3 软土路基公路施工的基本原则

3.1 因地制宜

在软土地基开展公路施工并没有公式化的解决方案，因为每个地区软土地质的实际情况均存在差异，只有选择与之契合的施工技术才能从根本上解决软土地基有可能造成的隐患。故此在软土地基进行公路施工时，必须积极贯彻因地制宜原则，要根据所在地区的实际地质条件、水文条件、周遭环境因素等，选择软最具针对性的施工技术，从而确保施工技术能够切实发挥作用，能够有效处理软土路基。

3.2 绿色施工

人与生态和谐发展是目前我国最核心的发展理念，各行各业在当前时代环境中均在积极想绿色发展转型，所以公路施工也需要积极做出相应，实现绿色施工。在软土地基开展公路施工时，要事先评估各类施工技术会对周边环境造成的影响，若不良影响过大，则应重新制定施工方案，或制定切实可行的生态弥补方案，例如，在完成施工后，在边坡部位开展植树等处理，树木的根茎不仅会对土壤结构起到固化作用，还会使当地生态系统得到一定的恢复。此外，在选择施工设备时，也需要优先选择能耗能低的设备，尽可能地降低因施工造成的资源、能源损耗[4]。

3.3 安全至上

任何生产活动行为的第一要素都是安全，所以在软土地基进行公路施工时，也必须深入贯彻安全施工原则，极力避免各类安全事故的出现。不同于常规地基，软骨地基因自身强度过低等问题，本就容易出现沉降等问题，施工过程自身就存在一定的风险，所以更应该提高对安全的重视程度。在施工正式开始前，要积极分析相关地区有可能存在的安全风险，从而制定具有针对性的安全管理条例，确保施工人员的所有施工行为均属于安全行为。此外，还需要在每个施工环节设置具体的安全防护措施，确保在出现意外情况时，施工人员可以第一时间通过防护措施进行自救等处理，最大限度保证施工人员的人身安全。

4 公路桥梁施工中软土路基的施工技术

4.1 排水固结技术

排水固结法，是一种将软土路基中多余水分进行充分排出，从而起到土生土壤固结性的技术，在目前的软土地基中有着极为广泛的应用。施工单位在施工时，需要在软土路基地段设置排水管、排水泵等排水设施，使施工过程中软土路基中多余的水分能够顺利排出[5]。通常情况下，为充分排出多余水分还应增设相应的压力设备为软土路基施加压力，这样的方式主要是为了能够使土壤结构的孔隙下降，继而使更多的水分可以排出，且能够使路基顺利固结，有效提升路基的整体质量。施工单位在应该该技术时，需要进行全面地质勘查，要了解所在区域软土结构的具体强度，从而设定具体的压力参数。在设置加压点时，应优先设置在黏土层较薄的区域，避开较厚的泥浆池层。在安设排水设备时，则可在软土路基上方进行钻孔处理，并向孔中灌注粗砂，形成砂柱后作为排水通道使用。在加压时，应从上层开始加压，使水分沿向底层汇集并逐步排出。

4.2 换填处理技术

换填处理法，即指应用强度更高的土体替换软土地基本有的土体。应用该技术时，需要对软土地基所在路段进行详尽勘查，要精准定位需要换填的范围以及具体深度。之后在进行换填处理时，施工人员应使用挖掘机沿既定区域逐一挖出软土路基软土土体，并第一时间换填具有更高质量的换填材料。完成换填后需对换填后的材料进行全面的压实处理，进一步提升软土路基的稳定性。该技术整体操作并不复杂，真正影响技术效果的主要在原材料环节，因为若替换材料在依然不具备良好的质量，则换填并不会取得良好的效果。故此在采用换填处理技术时，需要在材料选择方面严格把控，要优先选择煤矿渣等优质材料作为换填材料。同时，在进行换填时，必须要逐层完成换填，且每层都应进行压实处理，在每层作业结束后，应第一时间检查换填材料厚度是否符合预定需求，当完成压实后，则应该第一时间进行密度检测，确认合格后方可进行后续作业。

4.3 强夯技术

强夯法，即指通过夯锤夯击的方式对软土路基进行加固。该技术是一种能够直接改变软土路基整体质量的技术，因为每一次夯击振捣均会使土体结构发生改变，直至满足相应需求。在选用该技术时，需要确认夯锤的具体高度，夯机过程必须保证匀速，不能出现停滞、夯锤晃动等情况。如基坑整体无法保证平整，则应在添加垫片后进行施工[6]。该技术的关键控制点在于土体的沉降量、平整度、夯点位置、夯锤定位差、定位点位移、地基顶面标高等，只有获取全面而精准的数据后，使用该技术的实际效果才能得到有效保证。此外，在进行夯击时，施工人员需要及时将夯击区域的土体质量与其他区域进行比较，如土粒大小、土壤黏性等，若为达到相应要求则应及时调整误差提高夯击，从而切实有效的改善软土路基土壤条件。

4.4 冻结处理技术

冻结处理技术，主要会在一些含水量极高的软土地基使用，该技术的原理也并不复杂，主要是通过干冰等具有较低冰点的材料对软土路基土体结构进行冷冻处理，从而使软土路基进入冻结状态达到提升强度、稳定性的目的。不同于其他技术，冻结处理技术是一种纯粹的物理技术，在使用过程中几乎不会产生任何的化学反应，所以从某种层度来看，该技术的使用不会对周遭环境造成任何破坏。但该技术的缺点也显而易见，即冷冻设备与冷冻材料的价格都身份高昂，公路施工方只有具备充足的成本预算才能应用该技术[7]。除成本较高外，该技术在操作等方面均没有任何难度，所以若在公路区域具备该技术的使用条件，以及在成本预算充足的情况下，可以将该技术作为处理软土路基的首选技术。值得注意的是，若选择使用该技术处理软土路基，需要在正式进行冻结操作前，对软土路基进行充分的压实处理，当软土路基密度符合既定需求后，方可进行冻结处理。

4.5 挤密桩技术

挤密桩技术，主要是通过在软土地基中合理放置挤密桩的形式，使软土路基内部的密实度得到有效改善，达到降低软土路基沉降概率的目的。在应用挤密桩技术时，施工人员需要对软土路基的内部情况有一个充分的了解，如地下水的分布情况、具体的孔隙值等，之后经过缜密的分析确定具体需要的挤密桩数量，以及挤密桩的具体放置位置[8]。现阶段，在正式放置挤密桩前，施工人员都会通过BIM 技术预演挤密桩的具体放置过程，用以了解既定方案是否合理，当确认具有可行性后才会正式放置挤密桩。不同于其他技术，挤密桩技术是一种既能够独立应用，又能够与其他技术搭配使用的技术，所以在处理软土地基时，若施工单位具备充足的成本预算，则应优先选择搭配使用该技术提升土壤质量，而不是单独使用。

4.6 深层搅拌技术

深层搅拌技术，是一种主要应用在处理软土路基深层结构的技术工艺，该技术主要是通过对土体进行钻孔处理，之后注入黏结剂进行搅拌，使原本孔隙较大的土体能够互相黏结，继而提升土壤结构整体的稳定性。在采用该技术时，整体搅拌速率应维持在较高的频次，因为需要迅速将黏合剂均匀注入土地的各个区域，从而使所有土壤均能够有效黏结[9]。与冻土处理技术相似，该技术具备立竿见影的土体加固效果，但使用成本也高于其他加固技术，且随着深度的递增，技术成本会直线上升。故此，在选用该技术处理软土路基时，需要仔细勘探去要加固的深度，若深度过深且成本预算有效，则应该优先原则其他加固技术。

5 结语

综上，公路工程作为支撑我国经济民生发展的重要工程，只有通过各种合理措施解决客观存在的问题，不断提升公路工程的整体质量，公路工程才能创造更多的效益。软土路基作为目前公路工程施工过程中最常见的一类路基问题，施工单位需要清楚了解软土路基的特征及危害，要在施工过程中选择具有针对性、切实可行的技术方式充分解决软土路基稳定性不足等各类问题。只有如此，公路工程整体质量才能获得更高的保障。