張 軍

（中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430100）

公路是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們出行往來的必要基礎(chǔ)設(shè)施，因此其質(zhì)量問題必須得到有效控制。除施工材料與技術(shù)的選擇以外，初期的設(shè)計方案也會給公路質(zhì)量帶來較明顯的影響，重點(diǎn)體現(xiàn)于路基路面設(shè)計上。基于此，如何處理軟基地質(zhì)，便成了設(shè)計工作的重難點(diǎn)問題。

1 工程概況

某高速公路L8合同段長4.2km，該段施工特殊之處在于：均為軟土路段，包含大量淤泥質(zhì)亞黏土和淤泥質(zhì)黏土，天然含水量普遍達(dá)到40%～70%，局部超過70%，壓縮系數(shù)為0.005～0.02，孔隙比為1.0，表現(xiàn)出含水量高、壓縮性強(qiáng)等多重特點(diǎn)；將該處作為路基基礎(chǔ)缺乏可行性，后續(xù)易發(fā)生沉降、路堤失穩(wěn)等質(zhì)量問題。鑒于此，應(yīng)從軟土地基的基本特性出發(fā)，探討相適應(yīng)的加固處理技術(shù)，以改善軟土地基的使用狀態(tài)。

2 公路路基路面設(shè)計中軟基處理存在的問題

2.1 忽視軟基處理工作的重要性

軟基處理是公路建設(shè)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對公路整體質(zhì)量的影響較為顯著。當(dāng)前，公路建設(shè)規(guī)模正逐步擴(kuò)大，路面負(fù)載量呈現(xiàn)出了有增無減的發(fā)展趨勢。因此，加強(qiáng)路基路面的設(shè)計是順應(yīng)時代發(fā)展需求的必行之舉，必須以科學(xué)的設(shè)計方案為指導(dǎo)，提高公路的施工質(zhì)量。但是，很多公路建設(shè)單位對此方面的認(rèn)識存在一定的偏差，而輕視軟基處理便是其中一種情況。對于軟基處理來說，部分單位未采取行之有效的措施，導(dǎo)致軟基穩(wěn)定性不足，后續(xù)對路基路面的正常施工帶來不利影響，造成了道路通行服務(wù)品質(zhì)的下降。

2.2 人員綜合素質(zhì)普遍偏低

軟基處理是一項系統(tǒng)性工作，包含多方面的專業(yè)技術(shù)，對工作人員要求較高?？v觀現(xiàn)狀，因人員失誤而導(dǎo)致設(shè)計方案不合理、軟基處理效果欠佳的問題屢見不鮮。另外，路基路面設(shè)計階段的參與者專業(yè)水平不足，未采取與實(shí)際情況相適應(yīng)的軟基處理技術(shù)，也難以保證軟基處理效果，且引發(fā)了質(zhì)量下降、工期延長、成本增加等連鎖問題。

現(xiàn)階段，軟基處理工作中的可選方法較多，但技術(shù)適用性存在一定的差異。對此，公路建設(shè)單位需考慮處理面積、排水狀況、軟基含水量等方面的因素，而軟基處理人員一旦缺乏全面考慮，其作出的選擇將會偏離實(shí)際需求，最終導(dǎo)致軟基的處理效果偏離預(yù)期。

3 公路路基路面設(shè)計中軟基的處理對策

3.1 樁基法

當(dāng)軟土層偏厚且不具備大面積深度的處理條件時，可通過打樁的方式來加固軟基，即樁基法。樁基法的可選形式較多，如水泥攪拌樁、CFG樁等，各有其應(yīng)用特點(diǎn)。

（1）水泥攪拌樁是現(xiàn)階段公路建設(shè)領(lǐng)域較為主流的軟基處理方法。其優(yōu)勢是成樁效率高、環(huán)境效益顯著、成本低等，主要適用于對飽和軟黏土地段的加固處理，且在20m深度內(nèi)不存在優(yōu)質(zhì)持力層的軟基中更具可行性。但此法也存在不足之處，即水灰比、輸漿量的控制難度較大，易導(dǎo)致局部成樁質(zhì)量偏差。從應(yīng)用范圍來看，水泥攪拌樁主要被應(yīng)用于承載力標(biāo)準(zhǔn)值＜120kPa的黏性土地基中，規(guī)格通常為樁徑0.5m、間距1.0～1.4m；以加固土體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，取該值的15%作為水泥摻入量的控制標(biāo)準(zhǔn)，水灰比設(shè)為0.5，單位復(fù)合地基承載力≥150kPa。

（2）CFG樁以碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水為原材料，按特定的配比拌和成混合料，再構(gòu)成具有穩(wěn)定性的樁體結(jié)構(gòu)。其力學(xué)性質(zhì)介于剛性樁和柔性樁之間，強(qiáng)度等級C15～C25間不等，在黏性土、粉土等軟基中都具有可行性，理論處理深度20m，樁體通常采取等邊三角形布置方式，樁頂鋪中粗砂或碎石，構(gòu)成厚度為30～50cm的墊層，以發(fā)揮出均衡向下傳力的作用。上方鋪土工格柵，有助于增強(qiáng)路基抗剪能力。CFG樁的成樁質(zhì)量良好，在公路工程軟基處理中得到廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)水平已經(jīng)相對成熟，但與水泥攪拌樁相類似的是，CFG樁的工后沉降現(xiàn)象較為明顯，必須經(jīng)過某個特定的時間段后路基才會趨于穩(wěn)定[1]。CFG樁成樁示意圖如圖1所示。

圖1 CFG樁成樁示意圖

3.2 換填法

換填法在路基處理中的使用頻率相對較高，即確定基底下方的軟弱土層，將該部分完全挖除后再換填中砂、碎石等散體材料，以達(dá)到排水固結(jié)、提高地基承載力的效果，解決了軟基凍脹或脹縮的現(xiàn)象。換填材料的可選擇形式較多，具體要結(jié)合軟基土質(zhì)特點(diǎn)、周邊地區(qū)填料分布情況、市場價格等因素作出正確選擇。淤泥、濕陷性黃土、暗溝暗塘等地段都可以使用換填法，若在稻田地填筑路基，首先要全面挖除腐殖土以及該處的淤泥，再以山皮石為材料換填1～2m，針對深厚淤泥的施工條件，宜選擇拋石擠淤的方式；對于垃圾填埋地段，基礎(chǔ)工作在于深度清理垃圾，再選用中粗砂換填，經(jīng)過壓實(shí)處理后可有效提高地基的密實(shí)度，減少沉降。換填法加固地基示意圖如圖2所示。

圖2 換填法加固地基示意圖

部分路基位于魚塘區(qū)，首先清淤到位，再向該處回填中粗砂，高度應(yīng)達(dá)到設(shè)計水位處或是超出地下水位線50cm（視實(shí)際情況增加超出量），路堤邊坡處采取漿砌片石護(hù)砌的方式，坡腳處設(shè)置干砌塊石墩，利用該結(jié)構(gòu)提高路基的穩(wěn)定性；若回填所用材料為塊石或山皮石，施工中可直接傾填。

對于路堤外為海水的情況，除了上述工作，還需在填石頂部設(shè)土工布，以免出現(xiàn)堿性水滲入路基的情況。部分路基段位于沖擊平原處，現(xiàn)狀土質(zhì)中粉土的含量相對較高，其具有透水性強(qiáng)、液限低的特點(diǎn)，經(jīng)過壓實(shí)處理后即可提高該段的承載力，但局限之處在于彎沉和壓實(shí)度表現(xiàn)欠佳，因此在設(shè)計工作中需要考慮到路基處理厚度的合理性，控制在15～30cm，換填材料可選擇級配砂礫[2]。

3.3 預(yù)壓法

預(yù)壓法包含堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓2種形式。合理應(yīng)用預(yù)壓法后，由于預(yù)壓期間地基已經(jīng)完成沉降，因此后續(xù)其他環(huán)節(jié)施工時路基可維持穩(wěn)定狀態(tài)而不發(fā)生變形現(xiàn)象。此外，預(yù)壓法的應(yīng)用有助于提高路基土的抗剪強(qiáng)度，經(jīng)過處理后地基整體的承載力大幅提升，不均勻沉降現(xiàn)象得到有效的解決。

堆載預(yù)壓包含了多種技術(shù)形式，主要以軟土層的厚度為參考作出選擇。若厚度＜4m，以天然地基堆載預(yù)壓法較為合適；若厚度≥4m，此時可選擇豎向排水預(yù)壓法，具體包含塑料排水帶、砂井等。

真空預(yù)壓法的關(guān)鍵在于鋪設(shè)砂墊層，再完整覆蓋土工薄膜，以真空泵為主要設(shè)備對砂墊層抽氣。通過此方式可以在薄膜下的地基內(nèi)形成負(fù)壓，此過程中存在于地基內(nèi)的氣和水能夠被有效抽出，具有較為良好的地基土固結(jié)效果。出于提高固結(jié)效率的目的，通常還會輔以打砂井的方式，在砂墊層與土工薄膜間增設(shè)砂井，有助于縮短排水距離[3]。

真空預(yù)壓法主要被應(yīng)用于土基松軟、地下水位偏高的路段，具有較為良好的應(yīng)用效果，由于其含水量普遍偏大，因此上述所提的堆載預(yù)壓法缺乏適應(yīng)性，而在真空預(yù)壓法的支持下可以取得較好的地基處理效果，施工成本也相對較低。實(shí)際操作中，可向地基內(nèi)設(shè)置復(fù)合排水管，要求其具有足夠的強(qiáng)度和柔性，以便在地基內(nèi)可維持正常使用的狀態(tài)。各復(fù)合排水管緊密連接，形成完整的整體，通過真空抽水泵持續(xù)向其中抽水，并借助導(dǎo)管排至附近河道。經(jīng)過此流程后，地基土內(nèi)的含水量將明顯下降。

4 結(jié)語

軟土地基不利于公路工程建設(shè)，缺乏處理措施時易發(fā)生不均勻沉降、失穩(wěn)等現(xiàn)象，為做好軟土地基處理工作，必須結(jié)合實(shí)際情況提出可行的設(shè)計方案，選擇相適應(yīng)的軟基處理方法。隨著公路建設(shè)水平逐步提高，軟基處理方法逐步趨于多樣化，各自的適用范圍、應(yīng)用特點(diǎn)等都存在差異，因此在設(shè)計工作中要遵循因地制宜的原則，以技術(shù)可行性為基本前提，盡可能減少成本投入，并兼顧質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等多方面要求，為公路工程的開展提供助推力。