王回府

（隴南公路事業(yè)發(fā)展中心徽縣公路段，甘肅隴南 742300）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，公路工程得到了全面發(fā)展，公路交通的重要性也越來(lái)越突出。但是，目前我國(guó)公路工程施工技術(shù)尚未成熟，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。其中，路基作為公路工程的基礎(chǔ)性部件，其施工質(zhì)量決定了公路的品質(zhì)。所以，在公路工程建設(shè)中，路基施工非常關(guān)鍵，尤其是對(duì)軟土路基的處理，只有保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，才能有效提升公路工程建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 軟土路基的特點(diǎn)和危害

軟土也叫軟黏土，是一種沉積性物質(zhì)，主要是由第四系晚期的地表水中沉積或河流沖積而成，多分布在沿海、河流中下游或湖泊附近的平原地區(qū)。軟土含水率較大，且地面上生長(zhǎng)著許多喜歡水性的植被，隨著植被的死亡腐爛，土壤里面的有機(jī)質(zhì)會(huì)越來(lái)越多，變得越來(lái)越黏軟。如果在軟土上面修建公路，那么公路下方的軟土就會(huì)因?yàn)槁访婧吐坊膲毫Χl(fā)生沉降，從而造成路面的開(kāi)裂或塌陷。軟土路基具有以下兩個(gè)特點(diǎn)。

（1）由于軟土路基孔隙比大、含水率大、重量輕、內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜、含有大量微生物和腐殖質(zhì)等，因而具有低強(qiáng)度、高壓縮性、高塑性等特點(diǎn)。

（2）軟土路基滲透性低，難以在垂直方向上滲透，對(duì)排水、加固有很大的障礙，并且在路基建設(shè)初期出現(xiàn)較大的孔隙水壓，對(duì)基礎(chǔ)的抗壓性能有很大的影響[1]。

2 公路工程軟土路基形成的原因

2.1 勘察工作未做到位

在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)前期的勘察時(shí)，沒(méi)有充分調(diào)查和分析該地區(qū)的水文地質(zhì)情況，不能準(zhǔn)確、全面地了解當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理軟土，造成路基的穩(wěn)定性、承載力等不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，由于對(duì)周邊環(huán)境的把握度不夠精確、完整，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有進(jìn)行必要的隔水優(yōu)化措施，致使路基所在的地面積水和地下水滲入路基，從而造成了軟土路基的形成。

2.2 未嚴(yán)格控制路面墊層厚度

在進(jìn)行路基設(shè)計(jì)時(shí)，施工人員沒(méi)有嚴(yán)格控制路面墊層的厚度，沒(méi)有對(duì)材料的性能、質(zhì)量等進(jìn)行規(guī)范和限定，沒(méi)有嚴(yán)格按照公路等級(jí)、承重預(yù)測(cè)等因素對(duì)路面基礎(chǔ)進(jìn)行合理的剛度設(shè)計(jì)，導(dǎo)致路基容易變軟變形，在公路運(yùn)行過(guò)程中存在很大的安全隱患。

2.3 施工技術(shù)要點(diǎn)把握不足

在公路工程建設(shè)中，施工人員對(duì)某些技術(shù)要點(diǎn)掌握不嚴(yán)格或處理不當(dāng)，很容易造成對(duì)路基的破壞。例如，施工人員沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行施工，沒(méi)有嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行排水，導(dǎo)致路基路面排水不及時(shí)、不順暢，積水長(zhǎng)期浸泡材料與公路結(jié)構(gòu)，最終形成軟土路基。在公路工程建設(shè)中，如果沒(méi)有考慮當(dāng)時(shí)的天氣、溫度等條件，導(dǎo)致路面在高溫或低溫條件下產(chǎn)生開(kāi)裂，也會(huì)產(chǎn)生軟土路基。

3 公路工程建設(shè)中軟土路基處理的一般原則

在軟土基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇符合填料要求的砂礫、碎石、礦渣、碎石土等進(jìn)行加固，增設(shè)軟土路基支護(hù)（圖1），增強(qiáng)路基的抗剪切能力，防止路基沉降，提高其動(dòng)態(tài)特性，防止發(fā)生振動(dòng)或液化。此外，應(yīng)根據(jù)軟土路基所在路段的具體情況，考慮公路的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命等情況，選擇合適的軟土路基加固處理技術(shù)。

圖1 軟土地基支護(hù)

4 公路工程軟土路基的加固處理技術(shù)

4.1 替換法

替換法是對(duì)公路工程的某一區(qū)域或深度的軟土路基進(jìn)行替換，替代的物質(zhì)通常為天然砂礫、碎石、片石、塊石等強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的物質(zhì)，以防止或改善路基沉降。采用替換法處理軟土路基時(shí)，應(yīng)考慮以下3個(gè)方面。

（1）應(yīng)根據(jù)工程場(chǎng)地的具體條件以及相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，確保工程的安全、高效。

（2）在進(jìn)行替換時(shí)，采用分層補(bǔ)強(qiáng)、分層夯實(shí)、機(jī)械碾壓等措施，以滿足路基施工的密實(shí)性要求。

（3）要合理確定替換的區(qū)域和深度。

4.2 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法將軟土路基中的孔隙水排出，減小孔隙比，固結(jié)路基，增強(qiáng)路基的強(qiáng)度。常用的排水固結(jié)法包括袋式砂井、砂井、砂墊層等技術(shù)。袋式砂井技術(shù)是將滿足工程需要的砂子，倒入具有透水率的編織袋內(nèi)，再由鉆機(jī)將其打進(jìn)軟土路基中。袋式砂井技術(shù)一般在軟質(zhì)黏土厚度超過(guò)5 m的情況下使用，具有成本低、效率高的特點(diǎn)，是一種較為理想的軟土路及處理方法。砂井技術(shù)是一種通過(guò)在軟土路基上打洞、注入砂子來(lái)吸濕的技術(shù)。砂墊層技術(shù)是將砂層置于軟土地層頂部以進(jìn)行排水，采用砂墊層技術(shù)進(jìn)行排水時(shí)，要考慮路基的充填速率和排水的速率，以確保路基在填土期間既能進(jìn)行排水，也不會(huì)受到過(guò)量的負(fù)荷影響。

4.3 塑料排水板法

塑料排水板法也是目前應(yīng)用較廣的路基排水固結(jié)技術(shù)，比較適合于地下水位較高的軟土路基。該技術(shù)是將經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)具有垂直排水功能的塑料排水板（圖2），經(jīng)打樁裝置打進(jìn)軟土路基，在軟土路基中建立一條暢通的排水通道，軟土路基受填土機(jī)、堆載預(yù)壓力等因素的影響，將水分沿排水通道排至砂墊區(qū)，再經(jīng)砂墊區(qū)排出，降低路基含水率，加速土體的固結(jié)[2]。塑料排水板法具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、單孔排水量大、排水性能好等優(yōu)點(diǎn)。

圖2 塑料排水板

4.4 機(jī)械碾壓和夯實(shí)法

機(jī)械碾壓和夯實(shí)法是對(duì)軟土路基施加壓力，把軟土路及中多余的水分排出，從而增大土體的密度，增強(qiáng)地基的強(qiáng)度。在進(jìn)行機(jī)械碾壓或夯實(shí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘查資料，對(duì)路基強(qiáng)度、碾壓夯實(shí)范圍、夯擊次數(shù)等進(jìn)行分析，選取合適的碾壓和夯實(shí)技術(shù)。碾壓法是先用小型壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，然后用大型的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，再用光輪壓路機(jī)壓平。根據(jù)從邊到中的規(guī)則，將碾子按1/3的疊加順序依次推進(jìn)。夯實(shí)法則是通過(guò)使用重錘等產(chǎn)生的強(qiáng)大外力對(duì)路基進(jìn)行夯擊強(qiáng)化的一種方式。

4.5 化學(xué)加固法

化學(xué)加固是通過(guò)對(duì)軟土進(jìn)行化學(xué)加固，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除軟土路基中的水分，使軟土固結(jié)，從而提高路基的穩(wěn)定性。常用的化學(xué)加固法為深埋石灰攪動(dòng)樁技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)將石灰與土壤混合后，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，降低軟黏土含水率，增強(qiáng)軟土的抗壓能力。深埋式石灰攪拌樁采用的原料為石灰，能有效吸附軟土中的過(guò)量水分，在進(jìn)行加固處理時(shí)應(yīng)注意防止石灰攪拌樁露出表層或鄰近地面，使石灰吸附地表大量積水，從而喪失吸水的能力。

4.6 注漿加固法

注漿加固法水通過(guò)注漿管將水泥等漿液注入土層中，使?jié){液以劈裂、滲透、擠壓、填充等方式擠出土層中的空氣和水分，待漿液固結(jié)后有效提高路基的強(qiáng)度、承載力，延長(zhǎng)其使用壽命。為使注漿加固法得到更好的發(fā)揮，在采用方法處理公路軟土路基時(shí)，必須注意以下問(wèn)題：在施工現(xiàn)場(chǎng)，利用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，使設(shè)備進(jìn)入軟弱地基。根據(jù)工程實(shí)際需要，配制漿料，在漿料完成后，采用高壓注漿裝置將漿液注入軟土路基，使?jié){液與土體反應(yīng)達(dá)到最佳，提高路基的穩(wěn)定性。

4.7 粉噴樁加固法

粉噴樁加固法是利用水泥等材料作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械將軟土和粉體狀固化劑強(qiáng)制攪拌，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)，形成具有一定穩(wěn)定性、強(qiáng)度和承載能力的路基。由于粉噴樁是具有一定黏結(jié)強(qiáng)度的混合料，因此其剛性很高，在荷載作用下，其壓縮性比周圍土體要低得多。在這種條件下，復(fù)合路基的受力將會(huì)隨著路基的位移而增加，從而引起應(yīng)力集中，達(dá)到較好的加固處理效果。試驗(yàn)表明，粉噴樁可顯著降低土層的孔隙比、含水率和壓縮性，從而顯著提高軟土路基的抗壓強(qiáng)度。

4.8 拋石擠淤法

拋石擠淤法適用于池塘和湖泊等常年積水、不能輕易排出水分的淤泥狀軟土路基。拋石擠淤法是一種強(qiáng)迫換土的方法，通過(guò)在軟土中拋入較大的片石、塊石，將原本的淤泥狀軟土擠出，從而達(dá)到增強(qiáng)路基強(qiáng)度的目的。該技術(shù)具有造價(jià)低、周期短、施工方便、管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在石材豐富的地區(qū)特別適用[3]。

5 軟基工程施工注意事項(xiàng)

目前，在我國(guó)公路工程建設(shè)中，軟土路基的處理技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展，在實(shí)際建設(shè)中得到了廣泛的運(yùn)用。但是，有些技術(shù)還處在探索的階段，技術(shù)應(yīng)用并不成熟，還存在很多問(wèn)題。對(duì)于軟土路基的處理，必須綜合分析所處路段的實(shí)際情況，考慮公路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用壽命、安全性能等多方面因素，同時(shí)還要考慮處理軟土路基的經(jīng)濟(jì)性和時(shí)間需求。在實(shí)際工程中，根據(jù)場(chǎng)地的特點(diǎn)和基礎(chǔ)加固的原理，合理地選取適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)。若沒(méi)有結(jié)合實(shí)際，盲目選取軟土路基加固技術(shù)，不僅無(wú)法取得理想的效果，還會(huì)影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。例如，路基深度大于3 m時(shí)，使用替換法會(huì)增加工程的工作量；機(jī)械碾壓和夯實(shí)法要使用到大型壓路機(jī)和強(qiáng)夯機(jī)，小型施工單位沒(méi)有足夠的資金進(jìn)行配置；排水固結(jié)法的關(guān)鍵在于把土層中的水分排出，但這個(gè)過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間，有嚴(yán)格的施工時(shí)間限制的公路工程不適宜應(yīng)用此種方法。各種工藝方法都有其應(yīng)用領(lǐng)域，因此要對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不能盲目采取同樣的措施。目前我國(guó)建筑工程建設(shè)隊(duì)伍的發(fā)展速度較快，但由于缺少相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)，工程技術(shù)人才短缺的問(wèn)題也日益突出。因此，必須加強(qiáng)人才隊(duì)伍的培訓(xùn)，施工人員要熟練掌握公路工程軟土路基處理方法，提高公路工程的建設(shè)質(zhì)量[4]。

6 結(jié)語(yǔ)

公路工程建設(shè)中存在各種各樣的問(wèn)題，其中，軟土路基是最普遍的一類，需要對(duì)其進(jìn)行加固處理。軟土路基處理較為復(fù)雜，若處理不好會(huì)對(duì)公路工程的質(zhì)量和安全運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。因此必須合理采取科學(xué)的軟土路基處理方法，增強(qiáng)路基的強(qiáng)度，進(jìn)而提高公路工程的質(zhì)量，延長(zhǎng)公路的使用壽命。