高麟

（中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津300450）

1 軟土地基對(duì)公路施工的不良影響

1.1 路面沉降

一般處在溝壑段的地基，溝壑的壓縮性比較大，土壤富含水量且孔隙比大。通常來(lái)說(shuō)，橋涵結(jié)構(gòu)由于地基位于溝壑點(diǎn)，因而經(jīng)常發(fā)生變形。此外，在地基強(qiáng)度不高的情況下，路基填筑施工時(shí)極易產(chǎn)生變形現(xiàn)象。

與普通路段相比，橋頭段路堤較高，一般高出的范圍都會(huì)控制在5～10 cm，且高出的部分往往都比較容易給地基帶來(lái)附應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致地基發(fā)生沉降問(wèn)題。此外，伴隨著填土高度的增加，倘若填土容量無(wú)變化，則有很大可能會(huì)造成地基發(fā)生變形，從而構(gòu)成嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象。

1.2 破壞路面結(jié)構(gòu)

軟土地基如果缺乏穩(wěn)定性，就會(huì)在遇強(qiáng)降雨等惡劣天氣時(shí)，出現(xiàn)較明顯的水損害等；不僅如此，若公路施工材料受損，性能優(yōu)勢(shì)將會(huì)受到嚴(yán)重的抑制，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性和耐久性均難以滿足要求。

路面與地基具有緊密銜接的關(guān)系，若路基施工中存在處理方法不合理、填筑材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，均會(huì)作用于路面，不僅會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)受損，還會(huì)造成車輛通行期間的平穩(wěn)性下降，安全隱患增多。

可見(jiàn)，軟土路基極具特殊性，若該處的處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)將出現(xiàn)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的情況。針對(duì)此，在公路工程建設(shè)中，迫切需要以合理的方式處理軟土地基，以進(jìn)一步改善施工條件及公路的運(yùn)營(yíng)條件。

2 軟土地基的典型處理技術(shù)

2.1 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法具有工藝簡(jiǎn)單、操作便捷的特點(diǎn)，是軟土地基處理技術(shù)體系中較為傳統(tǒng)的方式。

以通?？蛇_(dá)到8～30 t 的重錘為主要裝置，可將重錘提升至10～25 m 高度并釋放，使重錘自由下落，借助強(qiáng)大的沖擊力達(dá)到壓實(shí)地基的效果。

實(shí)踐表明，在人工填土、黏性黃土、淤泥質(zhì)土中可以應(yīng)用強(qiáng)夯法[1]。為充分發(fā)揮出強(qiáng)夯法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需加強(qiáng)強(qiáng)夯技術(shù)的優(yōu)化。為此，應(yīng)著重考慮2 點(diǎn)：（1）用碎石或砂石材料換填，在此基礎(chǔ)上組織強(qiáng)夯作業(yè)；（2）強(qiáng)夯施工期間加強(qiáng)強(qiáng)夯力度、提升強(qiáng)夯高度、頻率的控制，既要保證軟基具有穩(wěn)定性，又要避免過(guò)度夯擊的情況。

在強(qiáng)夯法的基礎(chǔ)上，經(jīng)技術(shù)優(yōu)化后衍生出了強(qiáng)夯置換法。該方法先用重錘夯擊施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土，并在形成的夯坑中回填片塊石或其他粗顆粒材料，由此形成片塊石墩，能夠與軟土共同作用，以構(gòu)成完整、穩(wěn)定的復(fù)合地基。

2.2 排水固結(jié)法

軟土地基具有吸水、保濕的特點(diǎn)。為減小水體對(duì)施工的影響，在處理前需采取排水措施，以便提高軟基的強(qiáng)度和承載能力。其中，水平排水和豎向排水是2 種較為典型的形式，均能減少存在于地基中的孔隙水。

在施工中，可以通過(guò)施加荷載的方式擠壓軟基，使軟基內(nèi)部的水分在外部壓力的作用下經(jīng)由空隙滲出。從而在降低軟基的含水量后，有效增強(qiáng)軟基的固結(jié)性，以更好地為后續(xù)公路建設(shè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 注漿加固法

現(xiàn)階段，公路工程正逐步朝大型化、規(guī)?；姆较虬l(fā)展，但因其施工周期延長(zhǎng)，且在施工期間所涉及的作業(yè)內(nèi)容豐富。所以工序交叉問(wèn)題隨之顯現(xiàn)，而工序交叉施工的環(huán)境也進(jìn)一步加大了軟基的處理難度。

注漿加固法可以說(shuō)是一種兼顧處理效果和施工協(xié)調(diào)性雙重要求的方法。此法的主要目的是通過(guò)漿液的膠結(jié)作用改善軟基的內(nèi)部狀態(tài)，提高穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)配備漿液，并向待處理的軟基中注入。得益于漿體的高效膠結(jié)特性，可以減小土壤顆粒的間隙，使土壤由疏松轉(zhuǎn)變?yōu)槊軐?shí)的狀態(tài)。另外，若施工期間存在含裂縫的巖石，也可采取注漿加固的方法來(lái)填充縫內(nèi)空間，從而進(jìn)一步阻止裂縫的發(fā)展。

需注意的是，注漿加固法雖然具有適應(yīng)能力強(qiáng)、操作便捷的特點(diǎn)，但也存在成本投入較高，易影響項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)效益的局限。因此，在成本控制較嚴(yán)的項(xiàng)目中，該施工方法缺乏可行性。

2.4 加筋地基法

加筋地基法是指挖空施工范圍內(nèi)存在于地基下方的軟土層，再于該處鋪設(shè)加筋墊層（通常以土工合成材料、粗砂、石子等為基礎(chǔ)材料，按特定的比例共同混合而成）。該結(jié)構(gòu)具有抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)，有助于提高地基的承載力。

施工中，要先在軟基上鋪設(shè)砂礫墊層，厚度以300 mm 為宜；再于上方鋪筑1 層有紡?fù)凉げ?；最后鋪設(shè)厚度至少達(dá)250 mm的砂礫墊層和格柵。在合理施工加筋墊層后，可以提高地基的穩(wěn)定性以及耐久性，從而保證地基在雨水侵蝕等特殊的環(huán)境中依然可維持穩(wěn)定的狀態(tài)[2]。

2.5 高壓噴射注漿法

通過(guò)高壓噴射流切割土體，可以將產(chǎn)生的土體與注入的漿液混合，以共同組成均勻性較好、強(qiáng)度較高的整體結(jié)構(gòu)。為保證土體切割效果，要求高壓噴射流的壓力達(dá)到20 MPa以上。

高壓噴射注漿法在淤泥質(zhì)土、黏性土等多種類型的軟基中均具有可行性，并在漿液的固結(jié)作用下地基的強(qiáng)度有較大幅度提高。施工中，噴嘴注漿管通常置于土層下，通過(guò)高壓注射方式使?jié){液在壓力推動(dòng)下進(jìn)入土層內(nèi)，與土體穩(wěn)定結(jié)合。

隨著工藝技術(shù)的升級(jí)，高壓噴射注漿法逐步形成單管法、一重管法、二重管法等多種細(xì)分的形式，已經(jīng)成為軟基處理中極具代表性的方法。

3 軟弱土路基工程實(shí)例

某高速公路工程3 標(biāo)段全長(zhǎng)3 400 m，其中，軟基處理長(zhǎng)度為2 140 m，占全線長(zhǎng)度的63%。在工程中，路基基底地質(zhì)含水量很大，呈黑褐色流塑狀淤泥，路線縱向淤泥為3～12 m，橫斷面方向淤泥下臥持力層基本由路基右側(cè)（山側(cè)）向左側(cè)（海側(cè)）傾斜，即持力層橫坡較大?；谝陨弦蛩氐挠绊?，路基在填筑施工中容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，尤其是“滑坡”現(xiàn)象，影響路基的穩(wěn)定。

3.1 路基寬度設(shè)置要點(diǎn)

1）以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，利用坐標(biāo)法定位放樣，確定置換區(qū)的具體范圍；同時(shí)，配備全站儀，測(cè)放路基中線和充填區(qū)的坡腳線。

2）以項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況為參考確定合適的路基寬度。

3）在確定置換范圍后科學(xué)規(guī)劃，確定堆場(chǎng)、拋石擠淤等相關(guān)工作的具體作業(yè)順序，以便有條不紊地開(kāi)展各項(xiàng)工作[3]。

3.2 基底檢驗(yàn)

標(biāo)高、承載力為基底檢驗(yàn)中的重點(diǎn)指標(biāo)，先自檢再由監(jiān)理工程師檢驗(yàn)。通過(guò)后，方可正式進(jìn)入換填環(huán)節(jié)。若基層的某項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)不滿足要求，需及時(shí)告知監(jiān)理工程師，視實(shí)際情況采取適當(dāng)處理措施，直至完全達(dá)標(biāo)為止。

3.3 施工準(zhǔn)備工作

1）組織測(cè)量放樣，全面清理施工范圍內(nèi)的表土、樹(shù)根等雜物。

2）沿公路用地筑埂，于埂內(nèi)修筑排水溝，通過(guò)該設(shè)施的設(shè)置提高排水效率，營(yíng)造良好的施工環(huán)境。

3）道砟填筑時(shí)安排碾壓作業(yè)，減小填筑料間的空隙，確保具有足夠的壓實(shí)度。

3.4 綠化帶范圍內(nèi)的地基處理

3.4.1 主體方案

原土層為種植土，先挖除無(wú)用的雜土和垃圾土，經(jīng)過(guò)全方位的清理后回填并碾壓（選用的是14 t 壓路機(jī)）。地基處理中，結(jié)構(gòu)層組合方式為“10 cm 厚的C20 混凝土+40 cm 厚的6%石灰土層”，如圖1 所示。在經(jīng)過(guò)硬化處理后于路面處修筑橫向1%的排水坡。以支架投影范圍為參照基準(zhǔn)，要求地基的實(shí)際處理寬度在該基礎(chǔ)上每側(cè)增加150 cm。

圖1 綠化帶內(nèi)箱梁投影范圍的地基處理

3.4.2 質(zhì)量要求

在混凝土路面硬化施工中，修筑橫向1%的排水橫坡，以便高效排水，避免在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)積水的情況。在灰土施工中，需采取碾壓措施，以14 t 壓路機(jī)為主要設(shè)備，遵循“分層施工”的原則，單層厚度不宜超過(guò)30 cm，且盡可能保證各層厚度的均勻性。碾壓施工前要先做好準(zhǔn)備工作，即全面清理地表雜土、樹(shù)根、雜草等雜物，并在此基礎(chǔ)上做全面的碾壓。

3.4.3 承載力要求

不同地基層的承載力要求不盡相同，需視實(shí)際情況合理控制，保證各部分的承載力均可達(dá)標(biāo)。具體詳見(jiàn)1。

表1 不同地基層處理承載力驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.4.4 承載力檢測(cè)方法

承載力是評(píng)定軟基處理質(zhì)量的重要指標(biāo)，需由專員按照規(guī)范檢測(cè)。通常以輕型觸探儀為宜，由專員操作，觸探各層頂面。根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定地基承載力，再將所得結(jié)果與設(shè)計(jì)要求展開(kāi)對(duì)比分析，并對(duì)地基的施工質(zhì)量做客觀的判斷，需保證各層的承載力均大于設(shè)計(jì)值。否則需進(jìn)一步處理。

4 結(jié)語(yǔ)

軟土地基的穩(wěn)定性不足，受自身特性和外部荷載等多重因素的影響，易出現(xiàn)軟基失穩(wěn)現(xiàn)象，從而影響路面乃至公路整體的建設(shè)質(zhì)量。對(duì)此，在軟土地基施工環(huán)境中，需從實(shí)際情況出發(fā)，合理選用施工技術(shù)，以科學(xué)的方式處理軟基，提高軟基的穩(wěn)定性，以便后續(xù)其他建設(shè)工程可高效開(kāi)展。