肖芳華

（贛州市公路發(fā)展中心上猶分中心，江西贛州 341200）

1 軟土路基危害及施工難點(diǎn)

由于軟土路基具有含水量高、壓縮性大及強(qiáng)度低等特點(diǎn)，導(dǎo)致其承載能力較低，在重負(fù)荷的影響下容易產(chǎn)生較大沉降，這種不均勻沉降可能引起路面開(kāi)裂、不平整等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅道路的使用安全和使用年限。此外，環(huán)境因素對(duì)軟土路基的影響也不容忽視。長(zhǎng)期的雨水侵蝕可能導(dǎo)致地基水分增加，進(jìn)一步降低土體的承載能力，而干旱天氣可能導(dǎo)致水分迅速蒸發(fā)，引起土壤體積的急劇變化，這些因素都可能對(duì)路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響。

在施工技術(shù)方面，現(xiàn)行的軟土路基處理方法各有利弊，難以找到既經(jīng)濟(jì)又有效的通用方案。常規(guī)的處理方法，如預(yù)壓、墊層、摻和加固等施工技術(shù)雖能在一定程度上改善路基的承載能力，但可能帶來(lái)成本增加、工期延長(zhǎng)等問(wèn)題。新型的處理方法，如土體凍結(jié)、化學(xué)注漿等施工技術(shù)，雖有效率高、效果好等優(yōu)點(diǎn)，但技術(shù)要求高、投資大，難以大范圍推廣應(yīng)用[1]。

此外，軟土路基施工過(guò)程中質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與控制難度較大。一是對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備與技術(shù)的要求較高，二是對(duì)質(zhì)量控制人員的經(jīng)驗(yàn)與綜合素質(zhì)要求較高，從而在施工過(guò)程中可能使某些潛在的質(zhì)量問(wèn)題被忽視，為道路的安全使用埋下隱患。

2 軟土路基施工技術(shù)選擇

2.1 軟土路基研究

為合理選擇軟土路基施工技術(shù)，需要對(duì)軟土路基進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和試驗(yàn)室檢測(cè)，以獲取精確的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)軟土路基施工方案設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

實(shí)地調(diào)查方法側(cè)重在自然條件下對(duì)軟土的地質(zhì)特性、物理性質(zhì)等進(jìn)行全面、深入的分析。通過(guò)采集施工現(xiàn)場(chǎng)的土壤樣本，可以準(zhǔn)確分析土壤的類(lèi)型、密度、含水量、承載力等基本特性，用以評(píng)估土體承載能力和預(yù)測(cè)沉降情況。同時(shí)，由于環(huán)境因素對(duì)軟土路基的穩(wěn)定性和承載能力有直接影響，因此實(shí)地調(diào)查還包括對(duì)環(huán)境因素的評(píng)估，包括地下水位、降雨量、氣候條件等。通過(guò)實(shí)地調(diào)查，可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況有一個(gè)直觀(guān)的認(rèn)識(shí)，可為后續(xù)施工方案制訂提供必要、可靠的依據(jù)。

試驗(yàn)室檢測(cè)是基于控制變量的方法對(duì)軟土樣本進(jìn)行一系列試驗(yàn)檢測(cè)，旨在揭露土體在特定條件下的反應(yīng)。通過(guò)在試驗(yàn)室中模擬不同負(fù)荷、水分、溫度等環(huán)境條件下土體的反應(yīng)，可以詳細(xì)了解土體的物理和力學(xué)性能。例如，通過(guò)壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等，可以更精確地評(píng)估土壤的壓縮性、剪切強(qiáng)度、滲透性等指標(biāo)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于預(yù)測(cè)土體在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題、評(píng)估不同處理方案的可行性以及調(diào)整和優(yōu)化施工方案有指導(dǎo)意義。

實(shí)地調(diào)查與試驗(yàn)室檢測(cè)相輔相成，能夠?yàn)檐浲谅坊┕ぜ夹g(shù)選擇與方案制訂提供全面、深入、精確的第一手資料和數(shù)據(jù)參考，能夠?yàn)槭┕し桨傅目茖W(xué)性和可行性提供保障。

2.2 施工技術(shù)選擇

在軟土路基施工技術(shù)的選擇中，數(shù)據(jù)收集與分析，以及對(duì)比不同施工技術(shù)的效果是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

第一，基于土壤樣本數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、歷史天氣數(shù)據(jù)及施工案例等相關(guān)信息，可以建立一個(gè)包含從宏觀(guān)到微觀(guān)、從環(huán)境到物質(zhì)性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，可為后續(xù)的技術(shù)比選與分析提供支持。如按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3430—2020）對(duì)軟土路基路段填料試驗(yàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)填料選擇與壓實(shí)度相關(guān)數(shù)據(jù)變化（見(jiàn)表1）。

表1 填料選擇與壓實(shí)度

第二，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和工程學(xué)原理，處理、解讀相關(guān)數(shù)據(jù)，找出其中的規(guī)律、聯(lián)系和差異。例如，通過(guò)分析軟土的物理力學(xué)性質(zhì)，不同地理位置、天氣條件下的差異等，可以深入理解軟土在不同條件下的反應(yīng)情況，為篩選適用的施工技術(shù)提供參考。

第三，明確了軟土的詳細(xì)情況后，即可多方面比選施工技術(shù)的效果，結(jié)合各種施工案例，從成本、時(shí)間、適用性、長(zhǎng)期表現(xiàn)等方面進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而選出最符合工程的需求，且經(jīng)濟(jì)性和可行性更高的施工技術(shù)。

3 主要軟土路基施工技術(shù)

3.1 土體改良技術(shù)

土體改良技術(shù)是通過(guò)不同方法改善原土體的物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，從而提高軟土路基的承載能力和穩(wěn)定性，減少沉降，確保路基的安全性和耐久性。土體改良技術(shù)包含多種方法，常用的方法包括固化、排水、預(yù)壓、加熱或冷凍處理等，需要根據(jù)土壤條件、施工環(huán)境和項(xiàng)目需求等合理選擇。

固化法是通過(guò)在軟土中添加水泥、石灰或其他結(jié)合劑，改善其承載能力和穩(wěn)定性，這些材料會(huì)與土壤反應(yīng)，生成新的礦物質(zhì)，使其硬化，增加強(qiáng)度。這種方法適用于含水量高的軟土，能有效控制沉降，提高路基穩(wěn)定性。

排水法主要用于減少土壤中的水分，有助于控制土壤內(nèi)的靜水壓力。通過(guò)設(shè)置排水管或使用其他排水設(shè)施，以排除土壤中多余的水分，降低土壤的流動(dòng)性，使其更加穩(wěn)定，該方法在水位高或降雨量大的地區(qū)應(yīng)用效果較好。

真空預(yù)壓法是一種常見(jiàn)且實(shí)用的軟土改良方法（見(jiàn)圖2），主要是通過(guò)在土體上施加重載，使其發(fā)生固結(jié)和壓縮，達(dá)到預(yù)期的承載狀態(tài)，能有效減少后期沉降[2]。

圖2 真空預(yù)壓法示意圖

加熱或冷凍處理是一種特殊的土體改良技術(shù)，主要是通過(guò)改變土的溫度來(lái)改善其性質(zhì)。以?xún)鼋Y(jié)法為例，通過(guò)凍結(jié)土壤中的水分，提高土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，適用于一些特殊環(huán)境下的軟土路基處理。

采用土體改良技術(shù)時(shí)，需要綜合考慮多種因素，包括土壤類(lèi)型、現(xiàn)場(chǎng)條件、環(huán)境影響、成本和預(yù)期效果等，進(jìn)而合理選擇施工技術(shù)、科學(xué)設(shè)計(jì)施工方案，以進(jìn)一步提高軟土路基性能。

3.2 排水技術(shù)

由于軟土具有含水率高、承載能力低的特點(diǎn)，排水條件不佳會(huì)導(dǎo)致地基不穩(wěn)定，引發(fā)路基沉降，甚至?xí)?dǎo)致路面破損等問(wèn)題。因此，需要考慮多方面的因素設(shè)計(jì)一個(gè)有效的排水系統(tǒng)，保證良好的排水效果，提高路基的穩(wěn)定性。

首先，地形和地貌分析。該環(huán)節(jié)涉及對(duì)施工地點(diǎn)自然排水條件的評(píng)估，包括地形傾斜、地下水位、降水量以及土壤的滲透性等因素。這些信息有助于確定水在土層中的流動(dòng)方向和速度等，可為排水系統(tǒng)的布局和規(guī)格設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

其次，排水設(shè)施和材料選擇。常用的排水設(shè)施包括排水溝、滲水管、集水井和排水板等，需要根據(jù)軟土路基的實(shí)際情況選擇適宜的排水設(shè)施。排水材料的選擇也需要考慮土壤類(lèi)型、環(huán)境條件以及預(yù)期的排水效果。例如，在某些情況下需要使用透水性較強(qiáng)的材料，以便有效地收集和排出水分。

再次，排水系統(tǒng)布局。排水系統(tǒng)應(yīng)沿最佳路徑布置，最大限度地收集和轉(zhuǎn)移地表水和地下水。此外，排水系統(tǒng)布局還應(yīng)考慮未來(lái)的降雨強(qiáng)度和頻率，以應(yīng)對(duì)極端天氣條件下的排水需求。此外，需要在設(shè)計(jì)階段考慮排水系統(tǒng)的維護(hù)問(wèn)題，以便后期的檢查、清理和維護(hù)，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期有效運(yùn)行。例如，設(shè)置檢查井和清理口，為未來(lái)的維護(hù)工作提供便利。

最后，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性也是排水設(shè)計(jì)中不可忽略的因素。排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要有效，還需盡可能降低對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，如防止污染物通過(guò)排水系統(tǒng)進(jìn)入周邊水體等[3]。

3.3 路基加固技術(shù)

路基加固技術(shù)旨在提高路基的穩(wěn)定性、承載能力和耐久性，從而確保公路的安全性、可靠性，同時(shí)減少后期的維護(hù)成本。在軟土路基中，由于土壤本身的物理性質(zhì)，路基往往存在承載力不足、易發(fā)生不均勻沉降等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，合理采用路基加固技術(shù)尤為重要。

深層攪拌法是一種常用的軟土路基加固技術(shù)，通過(guò)混合土壤和加固劑（如水泥、石灰或其他特殊材料），在地下形成復(fù)合地基，以提高地基的穩(wěn)定性和承載力。這種方法不僅能改善原土體的力學(xué)性能，還能降低土體的可壓縮性，有效控制路基沉降。

地基注漿也是一種有效的軟土路基加固方法，通過(guò)將灌漿材料注入土壤中，填充土體孔隙，降低其滲透性，提高其密實(shí)度和強(qiáng)度。

預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)是通過(guò)在路基中安裝錨桿，利用錨固提高土體的整體穩(wěn)定性。該技術(shù)在處理斜坡、擋土墻及防止土體側(cè)向移動(dòng)等方面也能起到良好的效果。

碎石樁和砂石樁技術(shù)則是通過(guò)將碎石或砂石等材料打入軟土層，形成樁體，改善土體承載能力，減少沉降。這些樁體可以承受較大的荷載，且有助于土體排水，降低路基液化風(fēng)險(xiǎn)。

路基加固技術(shù)的選擇需要考慮多種因素，包括土壤類(lèi)型、地質(zhì)條件、施工成本、環(huán)境影響等。正確選擇和應(yīng)用路基加固技術(shù)能有效提高路基性能，確保公路結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。同時(shí)，隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)，路基加固方法也在不斷更新，且更注重環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性，以適應(yīng)不斷變化的工程需求。

4 施工設(shè)備與工藝的選擇

在軟土路基施工中，施工設(shè)備與工藝的準(zhǔn)確選擇是保證工程質(zhì)量、效率和安全的關(guān)鍵。適宜的設(shè)備可以提高施工效率，節(jié)約人力資源和時(shí)間成本，正確的工藝則能保證施工質(zhì)量和工程的穩(wěn)定性。

在設(shè)備選擇方面，需要根據(jù)工程的實(shí)際需求和地質(zhì)條件來(lái)確定。例如，深層攪拌機(jī)在處理深層軟土中效果顯著，其高效的攪拌能力可確保加固材料與土體的充分均勻混合，改善土體的物理性質(zhì)。挖掘機(jī)、推土機(jī)和壓路機(jī)等設(shè)備則在土方開(kāi)挖、填土和壓實(shí)過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其性能直接影響施工速度和路基施工質(zhì)量。此外，現(xiàn)代化的施工設(shè)備往往配備先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)和導(dǎo)航技術(shù)，如全球定位系統(tǒng)（GPS），可進(jìn)一步提高施工精度，減少人為誤差，從而保證軟土路基施工質(zhì)量和安全性。在實(shí)際施工中，需要對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，確保其性能穩(wěn)定，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致工程延誤。

在工藝選擇方面，需要基于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件如土壤類(lèi)型、水文地質(zhì)條件、環(huán)境要求等綜合考量[4]。例如，應(yīng)基于土壤的承載能力、壓縮性和滲透性等特性選擇地基處理方法；基于當(dāng)?shù)氐慕涤炅亢偷叵滤坏纫蛩卦O(shè)計(jì)排水系統(tǒng)。此外，應(yīng)積極引入創(chuàng)新的施工工藝，如濕噴技術(shù)、滑模施工等，這類(lèi)工藝不僅能提高施工效率，還能顯著改善施工環(huán)境，降低對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。同時(shí)，施工工藝的選擇還要兼顧經(jīng)濟(jì)性，合理控制項(xiàng)目成本。在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)靈活調(diào)整工藝流程，以適應(yīng)各種復(fù)雜的施工情況。

5 結(jié)語(yǔ)

軟土路基施工技術(shù)在公路建設(shè)中扮演著重要角色，合理應(yīng)用土體改良、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、路基加固技術(shù)等技術(shù)手段，能夠提升軟土路基的承載能力、改善軟土路基穩(wěn)定性，預(yù)防因交通荷載和環(huán)境因素引起的路基變形和沉降。同時(shí)，通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，能夠更有效地應(yīng)對(duì)軟土路基的挑戰(zhàn)，保證公路工程的質(zhì)量和公路運(yùn)行的安全性。未來(lái)應(yīng)繼續(xù)探索新材料和新技術(shù)，在改善軟土路基性能的同時(shí)，最大限度地降低對(duì)環(huán)境的影響，促進(jìn)公路交通的可持續(xù)發(fā)展。