趙順

公路是重要的交通運(yùn)輸設(shè)施，而路基路面是公路的基礎(chǔ)，路基路面的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)公路質(zhì)量有著重要影響，也與交通安全及社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)，軟基作為一種比較特殊的路基如果處理不當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重影響路基路面質(zhì)量。本文簡述了軟土地基特征及處理意義、公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基處理存在的不足，分析了公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理技術(shù)，并對(duì)公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理對(duì)策進(jìn)行了分析，希望可以為提高公路建設(shè)質(zhì)量提供一些參考。

軟土是指土的強(qiáng)度較低，包括軟粘性土、淤泥、泥炭等不同類型，在建設(shè)公路過程中不可避免地會(huì)遇見軟土，尤其是濱海平原、盆地周圍等地區(qū)，這些地區(qū)迫切需要公路交通設(shè)施，但在修筑橋梁、路基、通道時(shí)通常會(huì)遇到軟土，處理不當(dāng)極易造成路基滑移、路面不平等危害，一定要合理應(yīng)用處理技術(shù)保障路基路面的穩(wěn)定性，進(jìn)而保障交通安全及生命安全。

一、軟土地基及軟土地基處理存在的不足

1.軟土地基特征及處理意義

不同年代及不同成因的軟土有著不同的性質(zhì)，但其基本物理性質(zhì)是接近的，主要包括以下幾點(diǎn)：一是含水量較高，軟土由粘土粒和粉土粒組合而成，其所含的礦物質(zhì)為蒙脫石和伊利石，晶粒比較細(xì)并且?guī)ж?fù)電荷，當(dāng)其與陽離子作用時(shí)就會(huì)吸附于表面形成水膜，含水量較高。二是透水性差，固結(jié)速度較慢，而且當(dāng)有機(jī)質(zhì)較多時(shí)極易產(chǎn)生氣泡造成堵塞降低其滲透性。三是壓縮性較高，天然狀態(tài)軟土有正常固結(jié)、超固結(jié)、欠固結(jié)等不同狀態(tài)，如果是超固結(jié)狀態(tài)土，應(yīng)力低于前期固結(jié)壓力時(shí)就會(huì)降低地基沉降率。四是流動(dòng)性較強(qiáng)，由于軟土受到剪應(yīng)力作用會(huì)在一定程度上產(chǎn)生變形，進(jìn)而降低了抗剪強(qiáng)度。在公路建設(shè)過程中保障地基質(zhì)量是降低工程事故的關(guān)鍵，而軟基處理是否得當(dāng)關(guān)系著地基質(zhì)量，因此要合理利用換填、擠密、膠結(jié)等方法做好軟基處理，提高地基抗剪能力、降低地基壓縮性、提高地基透水性等，為提升公路建設(shè)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.公路路基路面設(shè)計(jì)中軟基處理存在的不足

主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是軟基處理意識(shí)有待提高，軟土是一種常見地質(zhì)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行路基路面設(shè)計(jì)時(shí)需要做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作，但這通常是設(shè)計(jì)人員忽視的問題，致使設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)不符，造成路基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，并且經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加大了公路運(yùn)輸負(fù)擔(dān)，如果未重視軟基處理的監(jiān)管，不僅影響公路使用壽命也極易造成交通安全隱患。二是施工機(jī)械落后影響軟土地基處理質(zhì)量，雖然我國的施工機(jī)械在不斷的發(fā)展甚至形成許多系列化產(chǎn)品，但仍與建設(shè)需求存在差距，而落后的機(jī)械設(shè)備難以保障良好的施工質(zhì)量，例如：在進(jìn)行深層攪拌時(shí)就需要先進(jìn)的機(jī)械保障其加固效果。三是軟基處理方法不合理，建筑業(yè)的發(fā)展使得道路工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)在不斷增加，換填回填等軟土處理經(jīng)驗(yàn)也被廣泛應(yīng)用于軟基處理，但道路等級(jí)越高其路基要求也會(huì)越高，如果在處理軟基時(shí)不考慮行車荷載等因素極易影響公路安全性，目前我國公路建設(shè)中軟基處理大多還沿襲傳統(tǒng)的處理經(jīng)驗(yàn)，缺乏工藝優(yōu)化和方法創(chuàng)新等，以至于公路使用越久問題暴露的越多。四是相關(guān)人員的能力及素質(zhì)有待提升，尤其是施工人員，軟基處理技術(shù)要求較高，既需要施工人員有一定經(jīng)驗(yàn)也需要有專業(yè)的技術(shù)，但目前很多施工人員甚至連基本的軟基處理概念都沒有，也缺乏專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，致使難以詳細(xì)、熟練的進(jìn)行操作。

二、公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理技術(shù)

1.表層處理技術(shù)及深層軟基處理技術(shù)

在進(jìn)行軟土地基處理時(shí)要做好表層排水工作，施工前要挖掘地表溝槽排除地表水，降低土壤含水量，在清除路基上的軟土后要鋪上砂墊層，用以排除路基中的積水，合理利用敷墊材料提高軟土的承載力?；蛘卟扇√砑觿┓ㄟM(jìn)行處理，當(dāng)表層為粘土?xí)r加入石灰、水泥等添加劑，可以提高軟土地基的強(qiáng)度，增強(qiáng)填土穩(wěn)定固結(jié)效果。也可以采取土工織物法進(jìn)行處理，其原則是編織土工布將其鋪設(shè)于軟基表面，增加軟基穩(wěn)定性，土工織物具有重量輕、連續(xù)性好、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在攤鋪土工織物時(shí)要拉直平順，不得出現(xiàn)扭曲、重疊現(xiàn)象。在進(jìn)行深層軟基處理時(shí)，可以采取以下幾種方法:一是強(qiáng)夯法，主要應(yīng)用于地質(zhì)分層均勻，軟土固結(jié)的地基，通過夯實(shí)處理后能夠使地基沉降更加均勻，提高路基的穩(wěn)定性。二是深層攪拌法，主要應(yīng)用于含水量較高的地基，利用機(jī)械設(shè)備將固化劑與地基土進(jìn)行攪拌形成增強(qiáng)體，提高地基承載力。三是振沖碎石樁法，主要應(yīng)用于過渡路段軟基處理，振沖碎石樁法是利用振沖器在軟基中打出孔填入碎石料形成碎石樁體，充分發(fā)揮其支撐作用，而且碎石樁具有排水通道可以進(jìn)行排水固結(jié)。四是聯(lián)合處理法，結(jié)合實(shí)際工程需求，將不同處理方法聯(lián)合應(yīng)用，更好地發(fā)揮出加固作用。

2.拋石擠淤技術(shù)及換填技術(shù)

拋石擠淤技術(shù)常應(yīng)用于路基位于藕田等淤泥較深的區(qū)域，在此區(qū)域拋填大塊石塊以及不易被軟化的小石塊，合理控制拋填高度，將其鋪平后進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，壓實(shí)至無淤泥擠出為止，拋填深度過高時(shí)要采取分層壓實(shí)技術(shù)，整段都處理完后要鋪設(shè)碎石進(jìn)行土方填筑。利用拋石擠淤技術(shù)能夠使路基底部的結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，石塊間嵌的越緊荷載能力越強(qiáng)。對(duì)于難以自流干水的區(qū)域要采取敷設(shè)盲溝技術(shù)，降低土體水位，利用矩形盲溝或者梯形盲溝排出大量水分。對(duì)于一般路段在進(jìn)行換填時(shí)，首先要挖掘濕土，其次鋪設(shè)片石進(jìn)行填充，最后進(jìn)行碾壓，并檢測(cè)沉降率，如果不符合要求需要再次壓實(shí)，如果碾壓時(shí)出現(xiàn)翻漿要及時(shí)停止碾壓，找出原因進(jìn)行解決?；蛘咴谕诰驖裢梁罄媒ㄖM(jìn)行填充，并不斷碾壓提高密實(shí)度，出現(xiàn)翻漿時(shí)立即停止，整個(gè)步驟要控制含水量，路基含水量過高則需蒸發(fā)一些水分后再施工。

3.軟土路基加固技術(shù)

路基加固是公路路基路面施工的重要程序，軟土路基加固技術(shù)包括以下幾種:一是反壓護(hù)道法，主要應(yīng)用于軟土較厚路堤限高的區(qū)域，在路堤兩側(cè)填筑護(hù)道平衡淤泥產(chǎn)生的脹力，在施工過程中盡量保證護(hù)道與路堤同時(shí)填筑，反壓護(hù)道法施工工藝相對(duì)簡單，但施工用地較大。二是噴粉樁加固處理法，利用噴射攪拌機(jī)將水泥噴入地基深部，并利用攪拌機(jī)攪拌加固料與軟土形成高穩(wěn)定性樁體，實(shí)現(xiàn)加固目的。噴粉樁通常是由固化劑形成的土樁，無法加入粗石骨料，也無法通過配置鋼筋提高承載力，因此只考慮豎直荷載。由于噴粉樁的截面強(qiáng)度不均勻，外邊緣的強(qiáng)度較強(qiáng)，在施工過程中要進(jìn)行空桿復(fù)鉆操作，提高混合土的均勻性。噴粉樁處理技術(shù)具有工藝合理、成本低、無噪音、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)勢(shì)，不僅能夠加固軟土地基，增強(qiáng)其承載力提高基礎(chǔ)地耐力，也能夠加固軟土邊坡，緩解邊坡穩(wěn)定性不足問題。另外，利用水泥制作的噴粉樁也可用于基坑施工中，將原位土變得更加密實(shí)，降低滲透系數(shù)，切斷地下水的滲透，既能降低對(duì)環(huán)境的危害，也能使基坑排水變得更簡便。三是加載法，利用加載法提高地基強(qiáng)度，如填土加載法，通過填土提高地基總壓力，在應(yīng)用填土加載法時(shí)重點(diǎn)關(guān)注地基穩(wěn)定狀態(tài)。真空預(yù)壓法也是一種加載法，在地基表面鋪砂并進(jìn)行覆蓋形成不透水膜，利用大氣壓進(jìn)行加載固結(jié)。

4.復(fù)合地基技術(shù)與排水預(yù)壓技術(shù)

復(fù)合地基技術(shù)主要包括以下幾種:一是泡沫混凝土法，由于泡沫混凝土的濕容重較低，在進(jìn)行回填時(shí)可以選取泡沫混凝土，而且其具有較強(qiáng)的粘結(jié)性可以提高路堤邊坡穩(wěn)固性。其優(yōu)點(diǎn)是防水性較強(qiáng)，并且施工簡單能夠降低對(duì)環(huán)境的影響。二是粒料樁法，簡單來講就是利用水平振動(dòng)設(shè)備將粘性土基鉆出孔，填入砂袋、碎石等振密成樁形成復(fù)合地基，此種方法加固期短，可以連續(xù)加載施工縮短工期。三是高壓旋噴注漿法，利用設(shè)備將注漿管放入固定位置，用漿液高壓流沖切水體，噴射時(shí)要不斷旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋噴形成增強(qiáng)體，提高地基承載力，比較常用的有單管法、三重管法，此種方法適用于淤泥質(zhì)土、粉土、砂土等地基，涉及材料涵蓋高壓泵、泥漿泵、注漿管、流量管、注漿機(jī)等，需要經(jīng)過試驗(yàn)明確適用性。塑料板排水法是一種重要的排水固結(jié)技術(shù)，利用塑料板排水預(yù)壓提高承載力，實(shí)現(xiàn)軟土地基的加固，此種方法具有施工簡單、成本低、性能好等優(yōu)勢(shì)，適用于土基松軟地段。

三、公路路基路面設(shè)計(jì)中的軟基處理對(duì)策

1.重視地質(zhì)勘測(cè)及測(cè)繪，強(qiáng)化控制要點(diǎn)的設(shè)計(jì)

軟土地基容易造成公路滑塌現(xiàn)象的發(fā)生，在進(jìn)行路基路面設(shè)計(jì)時(shí)首先需要重視前期地質(zhì)勘測(cè)與測(cè)繪，調(diào)查施工地段的土壤結(jié)構(gòu)、地質(zhì)水平，并根據(jù)地區(qū)位置進(jìn)行分別勘測(cè)測(cè)繪，尤其是周圍的水資源分布、山巖分布情況，要針對(duì)地表水、地下水等開展綜合分析，避免含水量超標(biāo)造成路基安全隱患。其次要強(qiáng)化軟基處理方案的論證，合理應(yīng)用BIM 技術(shù)等進(jìn)行模擬驗(yàn)證，保障方案的可行性及科學(xué)性，在論證過程中要將技術(shù)性、時(shí)間進(jìn)度等都考慮其中，并結(jié)合勘察資料優(yōu)化處理流程形成規(guī)范化設(shè)計(jì)報(bào)告，為高效的軟基處理奠定基礎(chǔ)。最后要做好控制要點(diǎn)的設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)方面：一是石灰原料的處理，石灰是重要的填筑原料，進(jìn)行軟基處理時(shí)，首要先做好石灰的消解工作，否則在遇到雨水天氣時(shí)極易造成路基膨脹現(xiàn)象，影響路面平整度。而且石灰非常容易受潮，也要做好儲(chǔ)存，需要對(duì)其進(jìn)行覆蓋，儲(chǔ)存時(shí)間不得過長以免降低石灰的鎂和鈣含量，影響石灰原料指標(biāo)。二是過濕土含水量的控制，過濕土含水量過高會(huì)嚴(yán)重影響公路路基的穩(wěn)定性，因此，在進(jìn)行施工前需要先進(jìn)行過濕土的翻曬及粉碎工作，合理控制過濕土含水量，然后再進(jìn)行回填施工。三是填筑土厚度控制，填筑施工作業(yè)是軟基處理的必備操作，想要保障填筑質(zhì)量，就要做好填筑土厚度的控制工作，否則厚度不符合要求會(huì)影響碾壓及整平工作，并且會(huì)在一定程度上降低路基穩(wěn)定性，甚至?xí)斐煞倒で闆r。

2.合理應(yīng)用軟基處理方法

在進(jìn)行軟基處理時(shí)，不同區(qū)域的軟基要選擇不同的處理方法，對(duì)于路塹處的軟基要先挖除路槽濕土加入一定生石灰，翻轉(zhuǎn)攪拌后進(jìn)行悶料操作，完成悶料后再加入生石灰，重復(fù)翻轉(zhuǎn)攪拌、悶料操作，經(jīng)過合理的周期使?jié)裢僚c生石灰完全溶解。即使土壤含水量均勻也要用挖掘機(jī)將其鋪灑在路槽中，加入生石灰進(jìn)行翻轉(zhuǎn)攪拌、粉碎，以此保障路塹土壤顆粒符合使用標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于路堤處的軟基要分層處理，在鋪土壤前需要壓實(shí)底層，每層都要翻曬及粉碎，當(dāng)其符合標(biāo)準(zhǔn)后才可以開始下道工序，在壓實(shí)過程中要保障均勻度、密實(shí)度指標(biāo)達(dá)到要求。對(duì)于路基邊坡要做好保護(hù)措施，避免由于雨水造成邊坡沖毀情況的發(fā)生，完成路基施工后利用保護(hù)布進(jìn)行遮蓋，在最大程度上降低雨水對(duì)路基造成的影響。

四、結(jié)語

綜上，我國的公路建設(shè)過程中路基路面設(shè)計(jì)還存在較多不足之處，尤其是軟土地基處理不當(dāng)引發(fā)的諸多問題，為了提高公路建設(shè)質(zhì)量，就需要設(shè)計(jì)人員重視地質(zhì)勘測(cè)及測(cè)繪，強(qiáng)化控制要點(diǎn)的設(shè)計(jì)，并合理應(yīng)用表層處理技術(shù)、深層軟基處理技術(shù)、拋石擠淤技術(shù)、換填技術(shù)、軟土路基加固技術(shù)、復(fù)合地基技術(shù)、排水預(yù)壓技術(shù)等，科學(xué)處理軟土地基，在最大程度上避免由于軟土路基問題造成公路不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生。