公路工程软基处理技术分析

崔振刚

（京秦高速迁西支线事务中心，河北 唐山 064300）

0 引言

软弱地基会影响公路工程的不稳定性，对道路交通工程的质量造成严重影响。软基处理技术是公路工程中用于解决复杂地质条件下软弱地基问题的一类施工方法。

软基处理技术在改善地基的力学性质和工程性能，提高地基的承载力和稳定性，减少地基沉降和变形，改善地基的排水性能和抗液化能力等方面有重要作用。在公路基础施工中，根据不同的软基类型，合理选择处理技术，优化工艺流程，对保障公路工程的安全性和稳定性有重要意义。

1 公路工程软基危害

在公路工程中，软基指的是地质条件较差、土壤层较松软或含水量较高的地基。软基在公路工程中会带来相关危害，需要加以重视、妥善处理。

1.1 地基沉降

软基地区土壤的压缩性和可塑性较高，这也是地基沉降现象的主要原因之一。软基地区的土壤通常由黏土、淤泥和湿性土壤组成，这些土壤的颗粒之间存在较大的孔隙度，水分含量较高。

受公路施工与车辆荷载影响，软弱地基中的土壤颗粒排列结构会发生变化，导致土壤压缩和沉降。地基沉降会引发路面下沉或倾斜，导致道路几何形状变化，使车辆行驶不平稳，增加行驶阻力，降低行车舒适性和安全性。

此外，地基沉降还会引起路基变形和破坏，导致路面产生裂缝、坑洼等缺陷，影响行车的平稳性、降低路面的使用寿命[1]。

1.2 地基变形

软基地区土壤的可变性指的是在不同水分含量和荷载作用下，土壤会发生较大变形。由于软基土壤的颗粒结构和孔隙特性较为特殊，因此其对水分含量和荷载变化非常敏感，容易发生压缩、膨胀和剪切等变形。这种可变性在公路工程中容易引发一系列问题。

第一，软基土壤受到交通荷载影响时，会发生较大的变形，导致路基沉降和扭曲，以及路面出现裂缝和变形，会严重影响道路的平整度和行车舒适性。

第二，软基土壤的可变性会影响道路的承载力。当软基土壤发生变形时，其密实度和强度会受到影响，导致道路的承载能力下降。

因此，在软基地区进行公路工程施工时，需要采取额外的加固处理措施，以确保道路能够承受交通荷载并保持稳定。

1.3 土壤液化

在地震或水文条件变化等极端情况下，软基地区土壤会面临液化的危险。液化是指土壤失去承载能力，表现为土壤变成类似液体的流态状态，这种现象会给公路工程的稳定性和安全性带来严重影响。发生地震或水文条件发生变化时，软基地区土壤中的水分含量和孔隙水压力会发生剧烈变化，导致土壤颗粒间的摩擦力减小，土壤失去抗剪强度，进而引发液化现象。

土壤液化会导致路基沉降和变形，道路表面出现裂缝或断裂，桥梁和涵洞损坏，甚至导致土体滑坡等灾害。这些问题会严重影响公路的通行安全和使用寿命，给交通运输带来严重的风险和经济损失[2]。

2 工程概况

某公路工程项目全长200km，沿途分布河谷堆积地貌和丘陵地貌，沿线有山间洼地、水田及水塘，因地势低洼且地下水丰富，这些区域土质软化，淤泥质软土广泛分布。

3 软基处理方式及控制要点

在路基施工中，软基处理有重要意义，如果处理不当会造成路基不均匀沉降或其他不良情况。为此，施工单位应做好精细化管理，在科学规范的施工组织下高质量推进工程施工。

3.1 换填处理与排水固结软基处理

在软基处理中，软弱土层的厚度不超过2m 时可采用换填处理与排水固结方式，即将原有的软弱土层挖除，然后填充更坚实的土石材料，以增加地基的承载能力和稳定性，以及通过合理的排水设计，将地表积聚的水分迅速排除，从而提升地基的稳定性。

3.1.1 软弱土层厚度确定

在公路工程浅层软基处理中，在设计阶段，需要通过地质勘察和试验，确定软弱土层的分布和性质，然后结合设计荷载和地基承载能力要求，确定软弱土层厚度，之后换填处理与排水固结方式提升软基承载力，避免公路在施工过程中出现沉降或变形问题。

3.1.2 塑料排水板选型

路基加固应采用SPB-1 或SVD-1 型塑料排水板，且芯板抗拉指数应达到1.7N/mm，滤膜孔径应控制在0.44mm 以下，延伸率保持在2%～10% 范围内，渗透率一般不小于10-3mL/s，渗透系数应不小于10-9m/s。

3.1.3 主要施工方法

第一，清理原地基，构建出符合既定要求的排水系统，为软土地基的合理处理提供有利条件。所用到的砂料应达到既定的质量要求，并进行相关参数计算，为施工做好准备。

第二，制作准确的方格网图并进行现场放样，合理确定插板的位置和间距。

第三，将插板机调整到施工范围内，注意机架的平整性和垂直度，特别是排水板的垂直度，应注意将误差控制在可允许范围内。

第四，排水板的进尺长度应满足设计要求，切忌使用搭接延续的板材，确保排水板入土的深度合理，为基层结构的稳固性提供保障。

第五，完成一个区域的施工后，应将相关机械设备移除，而后整平砂垫进行后续施工[3]。

3.1.4 施工重点

第一，施工前需对土地进行平整处理，并合理开挖横纵向排水沟，并科学合理地布置排水结构，确保积水得以有效排放。

第二，施工过程中需填充50cm 的天然砂砾石垫层，对于田埂等部分，应构造成斜面，以确保砂砾垫层填充的连续性。将塑料排水板的尺寸误差控制在15cm 以内，露出砂垫层的长度应小于20cm。

第三，用于垫层的砂砾石不应含有有机质和黏土块，最大粒径应限制在50mm 以内，含泥量应不超过5%。有序地进行土方填筑，并进行压实等处理。在操作过程中，需进行精细观测，严格控制填筑速率，以保证施工质量。

3.2 粉喷桩施工

针对软弱地基厚度超过4m 的情况，可采用振动沉管粒料桩或粉喷桩处理方式，该公路工程采用粉喷桩处理技术。粉喷桩是一种通过深层搅拌加固地基的方法，使粉体状固化剂（水泥、石灰等材料）与软土反应后形成高质量的地基结构。在具体的操作过程中，需要特别注意以下几点：

第一，应严格控制水泥的用量，这对施工效果有很大影响。通常情况下，水泥的掺加量应不小于50kg/m。

第二，做好喷粉和停粉标高的精细控制，且应注意施工过程中对各项参数的严格把控。

第三，在施工过程中，钻机的性能必须符合设计要求，且当钻杆钻头提升到地面以下30cm 的位置时，需要及时进行检查，查看桩孔是否满足设计要求。同时应采取人工回填的方法，将适量的填土或灰浆填充到30cm 以下的位置，以保持基层结构的稳固性，防止钻杆在钻进过程中带出过多的灰浆或泥浆，避免地基松散和不稳定[4]。

第四，第一次喷粉搅拌整个桩体后，需要对桩顶2m 范围进行再次喷粉。这一步骤旨在有效地将混合料填充到桩体中，消除空隙，增强桩体的均匀性和密实度，确保其具备一致的强度和稳定性。

第五，如果在施工过程中遭遇停电或机器故障，需在恢复供电或修复机器后进行复喷，第二次喷粉接桩的喷粉重叠长度不得小于1m。

第六，储灰缸单次的储粉量应控制在一根桩的用量以上，且应在喷粉过程中持续补充，以免影响后续施工。

第七，钻孔施工过程中应及时检查钻头的磨损情况，如果出现性能严重下降的情况应及时更换部件，为稳定安全的施工提供支持。

第八，通常情况下，粉喷桩施工应按照由外围向中间的顺序进行，从外围开始施工可以有效控制混合料的喷射方向和喷射压力，确保桩体的均匀性和质量。在粉喷桩施工中，打桩处理非常重要，应注意打桩的力度和位置，以确保桩的垂直度和平面位置的准确性。平面位置偏差应保持在±5cm 范围内，以保证桩的整体布局的准确性。垂直度偏差应控制在不大于1.5%内，以确保桩体的稳定性和承载能力[5]。

第九，通常情况下，成桩一周后应及时地组织技术人员进行取样检测，按照2%～5%的频率分别割取5×5×5（cm）的试件进行相应的检测，以获取7d 及28d 龄期的无侧限抗压强度，为后续的技术处理提供相应的指导。

第十，安全控制。在施工现场，要严格遵循安全操作规范，确保人员的安全。应设立明确的禁止入内标识，避免非相关人员进入机械操作区域。同时，设置安全防护设施，如围栏、安全带等，防止人员误入危险区域。操作人员必须佩戴个人防护装备，如安全帽、手套、防护服等，以确保施工过程中的安全。粉喷桩施工涉及喷粉和搅拌等操作，操作人员必须严格按照工艺流程进行，避免操作不当引发意外。喷粉时应保持一定的距离，防止喷粉物料溅到人体，并避免与喷粉设备接触。搅拌操作需要注意设备启停的平稳，避免搅拌过程中产生机械振动或异常。在紧急情况下，操作人员必须迅速采取措施，执行事先制订的应急方案，先将设备停机，并及时通知相关负责人。工作完成后，要及时清理施工现场，清除杂物和残渣，防止滑倒和绊倒等意外事故。

3.3 沉降观测

在公路工程软基处理中，沉降观测是确保路基稳定性和工程质量的关键步骤。沉降观测的目的在于监测路基在施工和使用过程中可能发生的沉降变化，及时掌握变形情况，采取必要的措施以确保工程的安全和可靠性。

第一，沉降观测点应覆盖整个路基区域，包括不同地质条件和填筑层次，以全面反映软基的沉降变化情况。监测点的设置要考虑地质特点、工程布置和施工工艺等因素，以确保监测部位具有代表性。

第二，监测仪器设备包括水准仪、全站仪、GNSS（全球导航卫星系统）等。不同的仪器在监测原理、适用范围和精度方面有所差异，应根据具体情况选择适合的仪器设备进行监测。在实际监测中，需要建立监测基准面，以确定监测点的高程变化，并准确地记录路基沉降情况。监测频率需根据工程阶段和土质特点进行调整，一般来说，初始阶段的监测频率需要更频繁，随着时间推移逐渐降低监测频率。

第三，监测数据的采集应按照预定的时间表进行，确保数据的连续性和一致性。采集到的数据需要进行准确的处理和分析，得出沉降速率和总沉降量等关键指标，用于评估软基的变形情况和工程稳定性。

第四，如果发现沉降超出了设计允许范围，应立即进行调查分析，并采取相应的加固措施、修复方法，以保证路基的稳定性和工程质量。

4 结语

综上所述，公路工程软基处理技术能够有效解决软弱地基问题。采用适当的软基处理技术，可以改善地基的力学性质和工程性能，确保公路工程的安全和稳定。此外，软基处理技术还能改善地基的排水性能，提高地基的抗液化能力。通过不断探索和优化创新软基处理技术，公路工程能够更好地应对复杂地质条件的挑战，提高工程建设的效率和质量。在今后的公路工程建设中，软基处理技术将继续发挥重要作用，为交通工程可持续发展和创新提供可靠的基础支撑。