趙慶遠(yuǎn)

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110166）

1 軟土地基的基本特性

通過查閱資料和多年來的工程案例總結(jié)可知，軟土路基的特性有以下幾點(diǎn)：①天然含水量大、孔隙比大、滲透性差。軟土成分中含有較多的黏土細(xì)小顆粒，土粒間孔隙直徑小，導(dǎo)致軟土地基具有封閉性特征，使得土體自身含水量高、滲透性較差，施工中很難將地下水及時(shí)排出去，從而影響土地的固結(jié)效果。②壓縮性高、易沉降變形。軟土壓縮系數(shù)一般較高，在外力作用下，土的壓縮會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。若在短期內(nèi)施工，因固結(jié)較為緩慢，后期就會(huì)造成一定程度的沉降、變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致土體出現(xiàn)位移，最終導(dǎo)致路基出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象或大范圍塌陷。③抗剪強(qiáng)度及承載力能力低。軟土因其具有較高的含水量，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)較低，在附加應(yīng)力的作用下，土體就會(huì)發(fā)生剪切破壞，當(dāng)路基填土較高時(shí)，極易引發(fā)路基整體失穩(wěn)滑移破壞；而承載力能力低又會(huì)引發(fā)較大的沉降現(xiàn)象，從而破壞路面，對(duì)交通的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響[1]。

2 公路工程軟土地基易出現(xiàn)的問題

2.1 引發(fā)路基失穩(wěn)破壞

因軟土地基自身抗剪強(qiáng)度低、承載能力低，在空間上形成上硬下軟的二元地質(zhì)模型。在車輛荷載和外界降雨的誘發(fā)作用下，當(dāng)路基填土較高時(shí)，極易引發(fā)路基坡腳附近發(fā)生圓弧形滑動(dòng)破壞，從而牽引誘發(fā)路基整體失穩(wěn)破壞，使公路工程存在較大的安全隱患。

2.2 誘發(fā)路面沉降破壞

因軟土地基的高含水量、高壓縮性、低承載力等特性，若施工期間不能很好地控制軟土地基的沉降變形，運(yùn)營(yíng)后在各種因素的影響下極易出現(xiàn)地基不均勻沉降現(xiàn)象。從而引發(fā)路面不同程度的變形開裂或沉降塌陷，使得路面修補(bǔ)、加鋪等后期維修費(fèi)用增加，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。

2.3 降低公路使用壽命

因軟土路基的危害性巨大，若軟土路基處置不當(dāng)，極易引發(fā)路基發(fā)生失穩(wěn)破壞或路面發(fā)生不同程度的開裂沉降破壞，這在一定程度上大大地影響了公路的整體施工質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全，從而降低了公路的正常使用壽命。

3 公路工程施工中軟土地基的處理技術(shù)

3.1 淺層處理技術(shù)

軟土淺層處理常用的處理方法有挖除換填處理和拋石擠淤處理，其一般適用于軟土厚度不超過3 m的路段。當(dāng)軟土厚度不是很大時(shí)，可采用人工或機(jī)械將軟土全部挖除處理，然后換填強(qiáng)度較大的土或其他穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料進(jìn)行處理。一般采用碎石、片石、石渣等透水性較好的材料，其本質(zhì)是通過換填具有較高抗剪強(qiáng)度的地基土，從而達(dá)到增強(qiáng)地基承載力、提高路基強(qiáng)度的目的。當(dāng)軟土位于水下，存在淤泥時(shí)，采用挖除換填處理方法施工較為困難，可采用拋大粒徑片、塊石 （一般不小于30 cm） 擠淤處理。施工中從中部開始拋石，逐漸向兩邊延伸，用片、塊石擠密地基土，而后在處理頂面鋪設(shè)墊層，從而提高路基整體的強(qiáng)度和承載力。

3.2 深層處理技術(shù)

當(dāng)軟土厚度較大時(shí)，采用淺層處理方法不能達(dá)到有效的處理效果，一般采用夯擊、擠壓和振動(dòng)及加入抗剪強(qiáng)度高的材料等物理方法和采用水泥漿液加固土體等化學(xué)方法，對(duì)地基深層的軟土進(jìn)行復(fù)合地基處理，從而達(dá)到提高整體抗剪強(qiáng)度和地基承載力的目的。目前常用的深層處理技術(shù)主要有強(qiáng)夯或強(qiáng)夯置換法、碎石樁法、水泥攪拌樁法、高壓旋噴樁法、預(yù)應(yīng)力管樁法等。

強(qiáng)夯法是利用直徑2.5～3.0 m或多邊形的重錘在一定高度下自由落體對(duì)地基土進(jìn)行夯擊，夯擊能根據(jù)有效處理深度確定，強(qiáng)夯法能夠有效地加速地基沉降變形，進(jìn)而提高地基承載能力，一般適用于不超過5 m的粉土、粉質(zhì)黏土和粉砂等地基。強(qiáng)夯置換法是強(qiáng)夯法的一種延伸，利用直徑1.0～1.6 m的重錘夯擊排開軟土，并向夯坑內(nèi)回填片塊石、碎石等粗顆粒材料，最終形成片塊石墩，通過片塊石墩與夯間土形成復(fù)合地基，從而大大提高地基土的地基強(qiáng)度，一般適用于不超過8 m的地基土加固。碎石樁法是以碎石或卵石為主要材料制成的復(fù)合地基加固樁，屬于散體樁的一種，一般適用于擠密松散的砂土、粉土、素填土和雜填土地基。水泥攪拌樁法是采用水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌機(jī)將水泥噴入與土體充分?jǐn)嚢?，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使土體固結(jié)，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土樁，進(jìn)而提高地基強(qiáng)度，一般加固處理深度不超過20 m。高壓旋噴樁法是以高壓旋噴的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體，進(jìn)而達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的，一般適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑至可塑的粉質(zhì)黏土、粉土、碎石土等地基，具有施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低等優(yōu)點(diǎn)，但易污染環(huán)境、成本較高。預(yù)應(yīng)力管樁法是近年來對(duì)于深層軟土加固處理直接有效的一種方法，處理深度可達(dá)30 m，是通過靜壓、錘擊等方法將管樁壓入土體，從而形成提高地基土整體地基強(qiáng)度，此方法施工方便，不污染環(huán)境，但造價(jià)較高[5]。

3.3 排水固結(jié)處理技術(shù)

排水固結(jié)處理技術(shù)是軟土地基處理的一個(gè)重要處理措施，它是指在天然地基上在荷載作用下，通過布置豎向排水井或塑料排水板等，使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比減小，以加速地基土固結(jié)變形，使得地基土的沉降提前完成，并加速地基土強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)，以保證地基的穩(wěn)定性。一般適用于處理飽和軟土地基，常用的方法有堆載預(yù)壓法結(jié)合塑料排水板法、真空預(yù)壓法結(jié)合塑料排水板法。

堆載預(yù)壓法指在建筑場(chǎng)地臨時(shí)堆填土石等，對(duì)地基進(jìn)行加載預(yù)壓，使地基沉降能夠提前完成，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后卸去預(yù)壓荷載，以消除基礎(chǔ)的部分均勻沉降。真空預(yù)壓法指在地基土上鋪設(shè)砂墊層，用薄膜密封，用真空泵對(duì)砂墊層進(jìn)行抽氣，產(chǎn)生負(fù)壓，使地下水沿豎向排水路徑排出地表，進(jìn)而加速地基排水固結(jié)，使得地基土壓縮性和強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。這兩種方法一般配合塑料排水板通道進(jìn)行，能夠有效地將地基土內(nèi)孔隙水排出，進(jìn)而提高軟土地基的施工質(zhì)量。

以上軟土地基處理方法是現(xiàn)有公路工程建設(shè)中比較常用且實(shí)際有效的方法，在施工過程中，結(jié)合不同軟土的成分、厚度及分布范圍，合理地選用有針對(duì)性的處理措施，可提高軟土地基的處理效果，確保公路工程施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

軟土地基因其具有天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、地基承載力低等特性，在公路工程建設(shè)過程中，若不重視預(yù)防處理，勢(shì)必將造成一定程度的經(jīng)濟(jì)損失。因此，結(jié)合不同的工程地質(zhì)環(huán)境，在施工過程中，加強(qiáng)對(duì)軟土地基存在的問題的重視，采用合理有效的軟土地基處理措施，確保軟土路基得到良好的處理效果，能夠大大提升公路施工質(zhì)量和全壽命周期，進(jìn)而確保公路運(yùn)營(yíng)安全和使用壽命。