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摘要：随着我国公路事业的发展，公路的覆盖面的增加，所面临的施工场地的复杂性也随之增加。软土地质是公路施工中常见的一种地质条件，其特点是土层松软，处理不当易导致后期的塌陷、滑坡等灾害的发生，因此使用针对软土路基的特殊的施工工艺显得尤为重要。分析了软土路基施工中的难点和特点，对既有的施工技术进行了讨论，并提出了优化改进措施，对公路施工技术的提升起到促进作用。
关键词：公路施工；软土路基；施工技术；技术指标
1.引言
随着经济的发展，人们对于出行的要求日益提高。从传统的乡镇公路到如今四通八达的高速公路，我国的公路事业已得到长足发展。公路承载能力和汽车行驶速度也日益提高。同时，对公路的质量也提出了新的要求。我国每年因公路质量问题而造成的交通事故众多，其造成的经济损失更是触目惊心。因此，提高公路的质量不仅是对民众生命财产安全的保障，也是对提高公路运力和国家基础设施建设的稳固具有重要意义。
我国地域广阔，各地地质呈现出差异化，公路工程建设中会遇到各种类型的地质，特别是对软土地质，我国公路建设者有着较为系统和成熟的处理技术。目前已经有诸多较为成熟的方法，如通过灌注、沙井、碎石桩、理化处理等方法，可以对软土地基进行强化，使软土路基能够形成满足设计要求的承载力和稳定性。同时公路的建设单位在长期的施工过程中也总结出了一套较为成熟的经验体系，，形成指导软土路基施工的技术理论，对软土路基进行科学处理，为公路工程施工的有效开展奠定坚实的技术和物质基础，这既是交通事业发展的需要，也是公路施工单位确保长期发展的重要先决条件。
软土路基是易导致质量事故发生的隐患之一，其施工技术关系到公路工程的路基施工，更是会直接关系到公路工程的建设质量和车辆的行驶速度，对于公路整体的安全和寿命更有不可忽视的影响。因此，只有抓住软土路基施工技术这一重点环节，才是对提高公路工程的整体施工水平，避免公路工程因软土路基出现沉降而造成的行车困难和交通事故，进而全面提高交通事业的发展水平和科技含量，以及实现对社会和经济进步起到基础和支撑的作用。
2.软土路基特点
软土路基，顾名思义，就是其质地较软，孔洞较多，由于常年的腐化和风蚀堆积，造成其成分复杂，密实度低。通过对软土的性质进行分析后发现，软土的性质主要表现在以下几个方面：
1）含水量高。由于软土的含水量相对较高，因此软土中土壤颗粒之间的空隙较大。这也是软土结构松散的主要成因之一。
2）透水性差。虽然其含水量较高，但由于土壤已经吸附了大量的水分，导致其透水能力差。造成承载力低，而且固结的速度很慢。
3）抗剪能力低，压缩性强。不能承担较大的剪力，容易造成后期的塌陷。
4）软土基本无结构可言，通常情况下，这种土质不会出现块状，主要以絮状的结构存在，而且和粘土的性质相似。
5）流变性较大。剪应力会造成其出现变形的问题。
3.软土路基施工技术
如果公路施工条件不同，则对技术工艺也会提出完全不同的要求。比如，对普通公路工程而言，软基施工及施工顺序方面的要求相对较少，不会对公路自身整体使用性能造成影响；对高级公路工程而言，会对软基施工提出很高的要求，需先对软基进行有效处理同时确定各项沉降因素，在软基完全稳定后才能进行施工，通过这样的方式能防止由于软基造成的沉降、断裂等问题。公路施工环境为软基施工的重要影响因素之一，施工过程中遇到的地质、水文、地理与气候都会对施工造成直接影响。比如，施工期间降雨充足，易对软基形成一定压力，如果未进行有效的防水，则会使大量雨水进入路基当中，路基经过雨水的长时间浸泡同样会出现松软等现象，降低了路基的使用性能，进而造成地基沉降等问题，增大了施工及管控的难度。公路基本形状为影响软基施工的又一重要要素，有些形式复杂的公路需要特殊的处理工艺，而且公路形状对于软基处理技术的选取有直接影响，如果软基处理技术选取不当，则不利于公路自身稳定性。例如，对路基宽度较大的公路而言，如果运用传统换填法或者碎石桩法，则极易对路堤基本结构造成损坏，使得路面承受极大的压力，这样在投入使用以后就会出现沉降等问题。由此可见，软基施工会受到很多因素的影响，在实际情况中必须采取合理的处理措施。目前常见的软土路基的施工方法有：碎石填充、表面硬化、灌浆固化等。
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（1）碎石填充
这是公路工程施工过程中最常见的处理方法，适用于对于深度相对较浅、施工作业面大的软基工程，其做法是在路堤范围内将质地松软的软土挖除，用碎石回填，使用分段挖除、分层固填的软土地基处理方法。此时要求石料强度不能低于15mpa，分层厚度应在30cm以内，需要注意的是，将石料的最大粒径需控制在层厚的三分之二以内。这种方法可以取得非常好的效果，但其在开展工作时需要将地基进行整体挖开处理，不仅需要大型施工机械的加入，增加了工程造价，而且需要有足够的空间供挖掘设备工作，对于平原地区可以采用这种方法，而山地地区则不具备挖掘条件，因此复杂地形条件下该方法将受到局限。此外，当换填深度超过地下水位30cm时，需换用回填素土。同时，增设渗沟和盲沟，将会进一步提升路基的稳定性。
（2）表面硬化
前已叙及，碎石填充的方法对于路基的深度有一定要求。对于路基深度较大的软土地基而言，则不适合采用碎石填充的方法，因为挖掘过程就需要很大的工程量，因此，可以考虑使用粉喷桩的方法。粉喷桩是由粉体物质、固料以及原状土经过充分地搅拌之后，通过一定的理化作用，可以形成的具有较高强度的混合柱体。这种混合柱体可以提高整个路堤强度和硬度，起到加固路基的作用。在采用该方法时，通常用水泥来作为固化剂。值得注意的是，由于水泥型号的不同，其初凝时间也不相同，所以应当根据具体施工时间的需要选择具有适宜初凝时间的水泥，防止其在没有成型之前就已出现凝固的现象。
（3）灌浆固化
灌浆通常是指通过水泥浆液在周围土体中的渗透、填充等作用扩展形成浆脉。因地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层中灌入一定比例的水泥浆液，这时灌浆孔会向外扩张，从而形成圆柱状浆体，钻孔周围的土体就会被填充挤压，离浆体较近的土体就会形成塑性变形区，较远的土体则会发生弹性形变，这样就会使钻孔周围的整体密度得到提高。同时随着灌浆工作的不断进行，浆液会沿着土体的裂缝进行渗透，从而形成方向各异、形状不规则的浆体。随着形状不规则的浆脉的逐渐凝结、硬化，会使结石体与土体之间形成紧密的接触。通过这种相互的作用，会对软土地基起到抑制沉降并提高其承载力的作用为了加强软土结构路基的稳定性，出来使用特殊的施工工艺对其进行硬化和加固外，还需进行一些辅助设施的建设。
（1）路基排水
合理的路基排水可以减少路基土层的侵蚀程度，可分为路面排水和地下排水。路面排水主要是针对下雨天及时排走雨水，防止雨水的堆积造成路面的浸泡，由于有些路面在长期使用之后产生裂纹，因此水可以渗透到路基之中，如果大面积积水会导致路基渗入太多的水分，从而变得松软甚至垮塌，因此路面排水需要及时和高效。地下排水则是对已经渗入路基的水分进行排除，其通过预先埋在路基中的排水管使水分在此聚集，聚集到一定程度可以通过管道排走，同样减少了路基长时间的浸泡，避免垮塌。
排水管路是布置形式以及排水管的粗细都直接影响到路基的排水效果，使用太细的管道一旦遇到大雨的情况将无法及时排干雨水，而使用过粗的管道一方面会增加投资，另一方面造成路基中出现更大的空洞不利于路基的承压。因此，需要根据所建设公路当地的自然气候条件选取合适的排水管布置形式。
（2）加强沉降监管
路基在使用过程中出现沉降是正常的现象，但需要对其沉降程度进行监管，一旦超出危险值则需要采取紧急措施，对沉降的观测起到了预警的作用。观测沉降的方法可以使用沉降观测桩，其结构为500*500mm的钢板底座以及钢管构成，观测钢管分节组成，每节的长度在300-500mm，在施工时首先埋下首节观测桩，之后随着垫层的增加而加高。此外，还需要设置相应的保护措施和警示标语，避免观测桩遭到人为的破坏。
（3）超载预压
所谓超载预压，就是路基的实际填筑高度要大于设计要求，使软土在超过设计载荷的情况下排水固结。
4.总结
路基施工对于公路工程中占据着主体和基础的低位，是公路安全性的重要保证。施工过程中出现不同的地质类型是不可避免的，但是只要采用合适的施工方法和技术就能保证工程的顺利进行。软土路基是对于道路建设是不利的，但是迄今为止已经有针对该地质形态的多种施工技术，已经可以有效的解决先天条件的不足。为公路建设的事业开辟出一条宽敞的道路。
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论文作者:郭强,鲁建超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
标签：土路论文; 路基论文; 公路论文; 公路工程论文; 施工技术论文; 方法论文; 碎石论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;