公路工程施工中软基处理技术

收稿日期：2023-11-05

作者简介：李超（1984—），男，安徽宣城人，工程师，研究方向：路桥。

摘 要：在公路工程施工时，如遇软土地基，必须采用适宜的软基处理技术进行加固处理，待地基强度、稳定性符合工程标准后再开展后续施工。基于此，分析软土地基的特征及其可能造成的危害，介绍公路工程施工中常用的各种软基处理技术，并分析软基处理技术在工程施工中的应用要点，以期为相关从业人员提供技术支持。

关键词：公路工程；软土地基处理；施工技术

中图分类号：U415                                  文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2024）03-0016-03

1 公路工程施工中软土地基的特征及其危害

1.1 软土地基的特征

在公路工程施工中常遇软土地基，软土地基的形成受多方因素的影响。如施工区域邻近河滩、沼泽，这类地貌周边地层的含水量较多，会导致地基土质疏松形成软土地基。

在气候相对湿润、降水量较多的地区，地表水与地下水源丰富，土层中含水量较高，加之长期降水冲刷地表，便会影响地基强度。地下水源在流动时，可能会进入土壤内部，使土粒间的孔隙增大、含水量上升，最终可能会使原本结构稳定的土壤转化成软土地基。

软土地基具备以下3点特征：第一，软土地基的土壤颗粒大、土粒间孔隙大，土质极其疏松、承载能力较弱。第二，软土地基的土壤含水量较大，且多为黏土，在这种地基上建设公路，很有可能会因地基自身承载能力不足导致地基沉降，进而影响公路工程的质量与安全性。第三，软土地基的结构稳定性差、抗压能力弱，若不加以处理便贸然施工，不仅会影响工程最终建成后的质量，还有可能会拖慢工程建设进度、影响施工效率，甚至可能会引发安全事故。

1.2 软土地基的危害

1.2.1 路面开裂

公路工程施工过程中，若施工人員没能正确处理软土地基，便会导致公路后续施工或投入使用后发生一系列的衍生问题，路面开裂便是后果之一。通常在公路施工过程中，施工单位需要提前对施工区域的土壤结构、土层类型作出全面、系统的勘探与检测。在了解整个区域土质特征的基础上，制定针对性的软基处理策略，以解决软土地基问题。若此时工作人员的处理方式不当，处理效果不达标，便会导致地基中的土壤结构缝隙持续扩大，引发地基结构变形，严重时便会导致路面开裂[1]。

1.2.2 路面沉降

公路工程施工中遭遇软土地基若未加以妥善处理，则可能会导致工程建设过程中或工程后期投入使用后出现路面沉降问题。路面沉降不仅会缩短公路的使用寿命，还会影响公路的安全性，导致公路发生安全事故。如软土地基处理不当，在工程投入使用后，过往车辆的荷载会对地基造成持续性的冲击。而地基自身承载能力不足，便会导致路面出现不均匀沉降。

软土地基土壤含水量过大，在公路投入使用后，地基依然会受地下水侵蚀，长此以往，地基将在荷载作用与地下水侵蚀作用下走形，导致路面下沉。若在公路工程施工过程中，如果工作人员使用软基处理技术处理软土地基，技术应用不规范，地基强度未达标，不同路段的软土地基厚薄程度不一，或处理后的软土地基密度不均匀，也会导致公路的不均匀沉降，影响公路行车舒适度及公路安全性。

2 公路工程施工中的软土地基处理技术

2.1 强夯处理技术

强夯法是一种借助外力夯实软土地基，挤压出土壤缝隙中的水分并压缩土体，以提高软土地基土壤结构紧密度的软基处理技术。在实践应用中，施工人员需要根据施工设计图纸，圈定软土地基的处理范围。结合公路工程施工方案与设计图纸规定的地基结构紧密度，计算出强夯锤的质量、夯击的力度与夯击的次数。

依据精准的数据，对圈定范围内的土壤结构进行反复锤击，利用外部力量充分挤压地基土壤中的水分、压缩土粒间的缝隙，便可以提高地基结构的紧密度、提升地基的抗剪强度。通常情况下，强夯处理技术可用于疏松土质的地基处理中，若需处理含水量较高的土壤，则需要保障土壤实际含水量不超过强夯处理技术的适用范围上限[2]。

若超出上限，即便可以挤压出土壤结构中的水分，也无法顺利排出这些水分，不能达到加固软土地基的目的。工作人员可以使用排水固结技术辅助强夯处理技术，在地基结构中预留排水通道，让夯击挤压出的水分自通道中顺利排出即可。工作人员需要注意，强夯处理技术不适合处理软黏土结构的地基。这类地基结构较为软弱，若贸然使用强夯法，可能会破坏土体结构，反而会影响地基的渗透性能，或会导致地基结构强度大幅下降。

2.2 搅拌桩处理技术

在公路工程的软土地基处理中，搅拌桩处理技术的应用较为广泛，该项技术适用于多种土质类型，成本低、施工工序简单、施工周期短，可用于大深度的地基加固。在应用搅拌桩处理技术时，工作人员需要提前开展地质勘测，并选定适合该区域地质结构与土壤类型的固化剂材料（一般为水泥材料）。

在正式施工时，施工人员需要提前架设混凝土搅拌桩基础，随后将固化剂缓慢注入桩基内部，再开始搅拌，使固化剂材料与周边的土壤结构充分混合。在固化剂彻底凝固之后，便可以在地基内形成坚固的混合桩用于支撑地基结构。

2.3 预应力混凝土管桩处理技术

近年来，预应力混凝土管桩处理技术在公路工程软基处理工程中也相对常见。简单来说，预应力混凝土管桩技术的基本原理是物理离心脱水。该项技术在复杂土质的软土地基处理工作中的应用效果良好，包括黏性土、粉土和湿陷性黄土等特殊结构的软土地基处理中，都可使用该技术，且加固后的地基强度、硬度与地基承载性能均可达标。

虽然该项技术适用于多种特殊地基土质，但在应用时，仍需工作人员对地基土质进行检测，分析土质结构、土质类型，以因地制宜为原则，制定针对性的施工方案，并交由技术部门审查，完成施工方案的可行性分析后才可开工。在施工时，还需要保障所有施工人员均能严格按技术标准与操作规范有序施工，方能保障施工效果。

2.4 排水固结处理技术

排水固结处理技术的基本原理，是通过挤压土壤结构中的水分提高土壤结构紧密度，再通过固结技术实现软土地基加固的目的。一般情况下，排水固结处理技术多用于黏性土成分，且土壤含水量较高的软土地基中。该技术性价比较高，应用效果较好，但在实践应用中，大部分公路工程面临的软土地基除了土壤含水量过高以外，往往还存在其他问题，如黏性土过多、土壤结构松散等，此时只使用排水固结处理技术是很难达到预期标准的。所以在实践中，该项技术常与其他软基处理技术结合使用。

排水固结处理技术可以挤压出土壤中的水分，再让这些水顺着之前预留的排水通道排出地基，以此达到降低土壤含水量、改善土壤透水性与渗透性能的目的[3]。排水管的预留、埋设位置决定了挤压出的水分能否顺利排出，所以在使用排水固结处理技术时，要分析土壤含水量，确定挤压土壤的具体位置与实际施工方案，最后才能决定排水管的埋设位置与实际埋深，以免发生排水管位置不正确、排水效果不好或排水管道堵塞导致无法排水等问题。

2.5 换土回填处理技术

换土回填技术是指在公路工程施工中，使用具备较强承载性能的优质材料替换软土层，再通过回填、压实处理，制作公路工程建设的标准地基的一种软基处理技术。该技术的成本较高，且不适用于大厚度的软土地基处理工程。但换土回填处理技术的效果极好，几乎可以解决所有软土地基给公路工程施工造成的不利影响。

在应用换土回填处理技术前，施工团队必须认真检测区域内的土质结构、土壤类型、软土地基厚度及该路段的地基参数标准。根据周边土体特征及工程建设标准，选择性能达标的回填材料，以其替换软基中的土壤。在回填时，要坚持分层回填，每回填一层都需及时压实，压实后还需立即检测该层回填土料的紧密程度，确认紧密度达标后才能开始下一层回填。在回填与压实的过程中，要保证回填区域可以与周边的土壤环境完美融合。

2.6 表层处理技术

表层处理技术是一种相对常见的软基处理技术，在施工时，需要工作人员对软土地基进行勘测，再结合软土地基的情况，在地基表面添加一些固结材料，以此提高地基结构强度。在实践应用中，表层处理技术不仅可以在一定程度上将地基结构的外形固定，以免在施工期间地基变形，还可以加速软土地基的沉降时间、缩短地基固结时间，并实现高效、集中的排水，能妥善解决软土地基内部含水量过多的问题。

表层处理技术中，应用范围最广的便是砂垫层处理技术。砂垫层处理技术常用于处理软土含量少但土壤含水量高的地基，在使用砂垫层处理技术时，施工人员需要先标记出公路工程的软土地基区域，随后在地基下方的土层上铺设一层砂石作为垫层，利用砂石料提高地基密度以及土层的承载性能。

砂石垫层的厚度以0.1 m为宜，不可過厚，也不能太薄，适宜的厚度才能发挥出砂垫层的加固效果与隔离作用，提高地基的渗水性、排水性。在铺好砂石垫层后，工作人员需及时回填。如果选择的回填材料是粉土，那么粉土应该铺在砂垫层的下方[4]。若粉土处于砂垫层上方，则会影响地基的排水性能，导致地基积水土壤结构含水量上升。

一般情况下，表层处理技术可用于软土地基表面渗透性较低、公路两侧路堤小于两倍极限高度、软土层及其硬壳较薄等情况。具备双面排水条件且软土层较厚的地基处理中也可使用该技术。在使用表层处理技术时，要求施工人员把控好填筑速度，给地基排水与固结预留充足的时间。

3 公路工程施工中软基处理技术的应用要点

3.1 注重绿色施工

公路工程建设施工中要突出绿色环保理念，要在保证工程可以满足质量标准与安全等级的基础上，适当降低施工过程中对周边自然环境的损害以及材料损耗，确保公路施工中针对软土地基的处理可以与环境保护工程相呼应，形成良性循环，实现绿色施工。在应用软土地基处理技术时，要降低软基处理对周围土体与自然环境的破坏，减少环境污染，如通过合理调整施工时间、使用降噪设备，降低噪声污染。通过洒水降尘等手段，减少扬尘污染。制定合理、科学的软土地基废水、废料排放计划，将软土地基处理环节中对周边环境造成的影响降至最低。

在软土地基处理时，要始终秉持节能环保理念，制定适宜的节能降耗措施，引入节能技术，选择自然材料，并做好施工材料的回收与再利用，提升施工中各项建材的利用效率，达到绿色工程的节能降耗标准。

3.2 强化地质勘测

目前，我国公路路网已遍布全国，公路工程建设时面临的地貌地形、地质条件也愈发复杂。在正式施工前，施工团队必须要完善对施工区域的地质勘测，采集区域范围内的土壤含水率、岩性、地质环境等信息。充分了解区域内的软土地基情况，再以因地制宜为原则，制定针对性的施工方案，选择正确的软基处理技术，为后续的工程建设打好基础。

在地质勘测时，要注重对水文环境、软土地基层厚度、土壤结构成分类型及特征的检测，随后将检测结果汇总处理，并编制该区域的软土地基处理技术应用报告。将地质勘测结果作为软基处理技术的应用指标，甄选处理工艺与技术所用材料，确定材料配比，开展软基处理技术应用方案的可行性分析，并完成技术实验。结合实验参数、实验结果，对技术应用方案进行适当调整，确保技术方案符合现场实况，可达到预计标准后方可投入使用[5]。

3.3 完善检测评价

公路工程施工中的软基处理技术应用时，务必要重视技术应用的检测与评价，完善对技术应用的监督与管理，确保技术应用符合工程标准。在施工现场，针对公路工程的软基处理技术检测与评价方法，包括现场检测、观测、施工后采样分析等。要求工作人员加大对软基处理技术应用的监督管理力度，评估软基处理技术应用的实施效果，采集施工现场的各项数据信息，确保该技术符合工程标准，应用软基处理技术后的地基强度可达到预设指标。

在施工过程中，还需开展随机抽检，对软基处理技术的落实情况做出客观、科学的评价，查验技术应用效果与预期方案间是否存在差异，如有差异，则需找准差异原因并执行技术方案调整。开展针对软基处理技术的整体性检测评价，分析该技术应用是否使工程建设达到预设标准。在应用软基处理技术后，还需开展进一步的地基加固，以此保障公路工程施工中的软基处理效果。

4 结束语

在公路工程施工中常遇软土地基，若处理不当，则会严重影响公路质量以及公路路面的安全性。所以在施工时，施工人员需要开展详细的地质勘测，分析软土地基结构特征、土质类型，根据不同的土质情况，选择对应的软基处理技术，并制定合理的软基处理技术应用方案，全面提升公路工程地基稳定性，注重绿色施工，完善软基处理技术的检测与评价，充分发挥出软基处理技术在公路工程施工中的最大化价值，为公路工程建设提供更全面的保障。

参考文献

[1] 陈载颂.高速公路工程施工中软基处理的关键技术[J].四川水泥，2022（2）：275-276.

[2] 杨爱侠.软基处理技术在公路工程施工中的应用[J].交通世界，2021（18）：106-107.

[3] 曹宇坤.高速公路工程施工中软基处理关键技术应用研究[J].中国标准化，2021（10）：66-67.

[4] 郑宝平.软基处理施工技术在公路工程施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2021（2）：66-67.

[5] 杨尚.公路工程软基处理绿色施工技术应用研究[J].交通节能与环保，2020（6）：119-122.