王瑋岳，張 超，李卓英

（內(nèi)蒙古大學(xué)交通學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

華北地區(qū)山地、丘陵、沙漠、平原等地貌類型齊全，以平原為主，且面積廣闊。平原區(qū)山前沖洪沉積、內(nèi)地沖湖沉積和濱海沉積軟（弱）土地基分布廣泛。大量軟弱土地基的存在不僅在技術(shù)方面給公路建設(shè)提出了難題，而且也加大了公路建設(shè)投資。合理選擇軟土地基的有效處理方式、優(yōu)選經(jīng)濟(jì)適用的處治方案，對(duì)公路安全、舒適運(yùn)營(yíng)和提高投資效益至關(guān)重要。

1 華北地區(qū)公路常見(jiàn)的軟土地基處治方法

近些年來(lái)，華北地區(qū)公路軟土地基處理技術(shù)發(fā)展較快，并日趨成熟，處治軟土地基技術(shù)已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的地基換填技術(shù)，大量深層軟土地基處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)中。常用的軟土地基處治方法主要有五大類。

1.1 換填法

換填法是指全部或部分挖除路床軟弱土，分層換填為強(qiáng)度較高的砂礫、碎石等透水性材料或黏性土、灰土的處理方法。通過(guò)換填提高地基承載力、減少沉降量、加速軟弱土層的排水固結(jié)、提高地基強(qiáng)度。換填材料主要來(lái)自路線周邊的黏土、砂、砂礫、碎石等，通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行優(yōu)選。

1.2 土工織物加筋法

土工織物加筋法是利用土工合成材料的力學(xué)特性，與填土構(gòu)成各種復(fù)合土工結(jié)構(gòu)，提高地基承載力、穩(wěn)定性和減少不均勻沉降的方法。土工格柵、土工布、土工帶等土工合成材料具有重量輕、整體連續(xù)性好、耐腐蝕性好、抗拉強(qiáng)度高及施工方便的優(yōu)點(diǎn)。

1.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是通過(guò)堆載預(yù)壓或真空預(yù)壓，利用荷載作用，將飽和軟土中的孔隙水通過(guò)土層固有的排水通道或塑料排水板、袋裝沙井等人工排水通道排出，實(shí)現(xiàn)土的預(yù)先固結(jié)，減少公路地基后期沉降和提高地基承載力的方法。

1.4 加固土樁復(fù)合地基法

加固土樁復(fù)合地基法是指通過(guò)打入樁體，加密固結(jié)軟土、樁土共同作用的軟弱地基的處理方法。華北地區(qū)公路工程常用的加固土樁復(fù)合地基有砂樁、水泥攪拌樁、碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁、高壓旋噴樁等。

（1）砂樁采用振動(dòng)沉管等方法，在軟弱地基中成孔，形成大直徑的密實(shí)砂柱體，擠密土體，提高地基強(qiáng)度，并起到置換和排水作用。華北地區(qū)公路工程常用砂樁的樁徑為30～50cm，深度為5～8cm，呈正三角形或正方形布置。

（2）水泥攪拌樁通過(guò)深層攪拌機(jī)將水泥或水泥漿（固化劑）拌入地基中，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng)，使軟土固結(jié)后整體性、水穩(wěn)定性好，增強(qiáng)了樁間土的強(qiáng)度。水泥攪拌常用樁徑為50～80cm，樁距一般為3倍樁徑，呈正三角形或正方形布置。

（3）碎石樁是用振沖器或振動(dòng)沉管沖擊將碎石擠入土中形成碎石密實(shí)樁體，提高地基強(qiáng)度，并起到置換作用和排水作用。樁徑為40～100cm，樁距為150～250cm，呈矩形、正方形、正三角形布置。

（4）水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）樁身主要是由碎石、水泥、粉煤灰共同組成，屬于復(fù)合地基剛性樁。樁徑一般為30～40cm，樁距一般為3～6倍樁徑。

（5）高壓旋噴樁通過(guò)在軟弱土層中形成的水泥固結(jié)體與樁間土一起形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少地基的沉降變形，達(dá)到地基加固的目的。高壓旋噴法有單管法、二重管法、三重管法和多重管法4種。

1.5 動(dòng)力擠密法

動(dòng)力擠密法是通過(guò)沖擊壓實(shí)機(jī)或強(qiáng)夯機(jī)械對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力壓實(shí)，提高地基強(qiáng)度和承載力。

2 常用軟土地基處治方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)

在華北地區(qū)公路建設(shè)中應(yīng)用常用軟土地基處治方式已經(jīng)超過(guò)10年，工程實(shí)踐表明不同處治方法適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 常用軟土地基處理方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)

3 常用軟土地基處治方法造價(jià)指標(biāo)

綜合考慮華北地區(qū)碎石、水泥等地產(chǎn)材料平均價(jià)格，測(cè)算常用軟土地基處治方法的造價(jià)指標(biāo)如表2所示。

表2 不同軟土地基處治方法造價(jià)指標(biāo)

4 合理選擇軟土地基處治方法的必要性與實(shí)例分析

公路工程軟土地基處理方式必須結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行合理優(yōu)化選擇，原因主要包括以下方面。

（1）公路工程一般為大型線形工程，地基處理長(zhǎng)度通常達(dá)幾十公里，工程量大，地基處理設(shè)計(jì)參數(shù)的每一點(diǎn)變化都會(huì)引起工程造價(jià)的較大變化。

（2）通常路堤填土高度變化較大（2～7m），對(duì)地基承載力要求不一樣，特別是路線和構(gòu)造物常以變形作為設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，因此處理原則與方法必須有針對(duì)性。

（3）由于公路路線往往要穿越多種地貌單元，土層條件多變，即便采用同一種地基處理方法，也應(yīng)根據(jù)土層變化進(jìn)行調(diào)整夯擊能量或加固樁體長(zhǎng)度。

（4）由于公路沿線施工環(huán)境變化大，在施工方法選擇上必須考慮施工過(guò)程中對(duì)鄰近已建和在建構(gòu)筑物的影響及工后影響。

基于上述分析，華北地區(qū)某高速公路項(xiàng)目軟基處治方案經(jīng)反復(fù)論證優(yōu)化后，工程實(shí)施方案如下。

（1）深厚層軟土路基段、橋頭路基及小構(gòu)造物基底需要處治時(shí)，采用復(fù)合地基形式。其中橋頭處治選用CFG樁，小構(gòu)造物及路基段以水泥攪拌樁為主，當(dāng)受空間限制時(shí)，采用旋噴樁處治；合理變化路基中部與坡腳樁間距。

（2）對(duì)淺層軟土，表層出露的，薄層軟基（一般小于6m）采用強(qiáng)夯置換法進(jìn)行處治。

（3）對(duì)路基段，當(dāng)軟弱土層厚度較小且與排水層呈互層分布時(shí)，采用堆載預(yù)壓的處治方式，當(dāng)?shù)鼗翢o(wú)排水層時(shí)，設(shè)置豎向排水體，做排水預(yù)壓處治；當(dāng)路基填高小于2.5m時(shí)，做超載預(yù)壓處治。

工程實(shí)踐表明該方案取得了良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

公路工程軟土地基處治方法眾多，處治方案選擇應(yīng)該以通行安全、舒適為前提，同時(shí)要兼顧“技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、因地制宜、保護(hù)環(huán)境”的原則，使有限的建設(shè)資金發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。