崔振剛

（京秦高速遷西支線事務(wù)中心，河北 唐山 064300）

0 引言

軟弱地基會(huì)影響公路工程的不穩(wěn)定性，對(duì)道路交通工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。軟基處理技術(shù)是公路工程中用于解決復(fù)雜地質(zhì)條件下軟弱地基問(wèn)題的一類施工方法。

軟基處理技術(shù)在改善地基的力學(xué)性質(zhì)和工程性能，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減少地基沉降和變形，改善地基的排水性能和抗液化能力等方面有重要作用。在公路基礎(chǔ)施工中，根據(jù)不同的軟基類型，合理選擇處理技術(shù)，優(yōu)化工藝流程，對(duì)保障公路工程的安全性和穩(wěn)定性有重要意義。

1 公路工程軟基危害

在公路工程中，軟基指的是地質(zhì)條件較差、土壤層較松軟或含水量較高的地基。軟基在公路工程中會(huì)帶來(lái)相關(guān)危害，需要加以重視、妥善處理。

1.1 地基沉降

軟基地區(qū)土壤的壓縮性和可塑性較高，這也是地基沉降現(xiàn)象的主要原因之一。軟基地區(qū)的土壤通常由黏土、淤泥和濕性土壤組成，這些土壤的顆粒之間存在較大的孔隙度，水分含量較高。

受公路施工與車(chē)輛荷載影響，軟弱地基中的土壤顆粒排列結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤壓縮和沉降。地基沉降會(huì)引發(fā)路面下沉或傾斜，導(dǎo)致道路幾何形狀變化，使車(chē)輛行駛不平穩(wěn)，增加行駛阻力，降低行車(chē)舒適性和安全性。

此外，地基沉降還會(huì)引起路基變形和破壞，導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、坑洼等缺陷，影響行車(chē)的平穩(wěn)性、降低路面的使用壽命[1]。

1.2 地基變形

軟基地區(qū)土壤的可變性指的是在不同水分含量和荷載作用下，土壤會(huì)發(fā)生較大變形。由于軟基土壤的顆粒結(jié)構(gòu)和孔隙特性較為特殊，因此其對(duì)水分含量和荷載變化非常敏感，容易發(fā)生壓縮、膨脹和剪切等變形。這種可變性在公路工程中容易引發(fā)一系列問(wèn)題。

第一，軟基土壤受到交通荷載影響時(shí)，會(huì)發(fā)生較大的變形，導(dǎo)致路基沉降和扭曲，以及路面出現(xiàn)裂縫和變形，會(huì)嚴(yán)重影響道路的平整度和行車(chē)舒適性。

第二，軟基土壤的可變性會(huì)影響道路的承載力。當(dāng)軟基土壤發(fā)生變形時(shí)，其密實(shí)度和強(qiáng)度會(huì)受到影響，導(dǎo)致道路的承載能力下降。

因此，在軟基地區(qū)進(jìn)行公路工程施工時(shí)，需要采取額外的加固處理措施，以確保道路能夠承受交通荷載并保持穩(wěn)定。

1.3 土壤液化

在地震或水文條件變化等極端情況下，軟基地區(qū)土壤會(huì)面臨液化的危險(xiǎn)。液化是指土壤失去承載能力，表現(xiàn)為土壤變成類似液體的流態(tài)狀態(tài)，這種現(xiàn)象會(huì)給公路工程的穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)嚴(yán)重影響。發(fā)生地震或水文條件發(fā)生變化時(shí)，軟基地區(qū)土壤中的水分含量和孔隙水壓力會(huì)發(fā)生劇烈變化，導(dǎo)致土壤顆粒間的摩擦力減小，土壤失去抗剪強(qiáng)度，進(jìn)而引發(fā)液化現(xiàn)象。

土壤液化會(huì)導(dǎo)致路基沉降和變形，道路表面出現(xiàn)裂縫或斷裂，橋梁和涵洞損壞，甚至導(dǎo)致土體滑坡等災(zāi)害。這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響公路的通行安全和使用壽命，給交通運(yùn)輸帶來(lái)嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失[2]。

2 工程概況

某公路工程項(xiàng)目全長(zhǎng)200km，沿途分布河谷堆積地貌和丘陵地貌，沿線有山間洼地、水田及水塘，因地勢(shì)低洼且地下水豐富，這些區(qū)域土質(zhì)軟化，淤泥質(zhì)軟土廣泛分布。

3 軟基處理方式及控制要點(diǎn)

在路基施工中，軟基處理有重要意義，如果處理不當(dāng)會(huì)造成路基不均勻沉降或其他不良情況。為此，施工單位應(yīng)做好精細(xì)化管理，在科學(xué)規(guī)范的施工組織下高質(zhì)量推進(jìn)工程施工。

3.1 換填處理與排水固結(jié)軟基處理

在軟基處理中，軟弱土層的厚度不超過(guò)2m 時(shí)可采用換填處理與排水固結(jié)方式，即將原有的軟弱土層挖除，然后填充更堅(jiān)實(shí)的土石材料，以增加地基的承載能力和穩(wěn)定性，以及通過(guò)合理的排水設(shè)計(jì)，將地表積聚的水分迅速排除，從而提升地基的穩(wěn)定性。

3.1.1 軟弱土層厚度確定

在公路工程淺層軟基處理中，在設(shè)計(jì)階段，需要通過(guò)地質(zhì)勘察和試驗(yàn)，確定軟弱土層的分布和性質(zhì)，然后結(jié)合設(shè)計(jì)荷載和地基承載能力要求，確定軟弱土層厚度，之后換填處理與排水固結(jié)方式提升軟基承載力，避免公路在施工過(guò)程中出現(xiàn)沉降或變形問(wèn)題。

3.1.2 塑料排水板選型

路基加固應(yīng)采用SPB-1 或SVD-1 型塑料排水板，且芯板抗拉指數(shù)應(yīng)達(dá)到1.7N/mm，濾膜孔徑應(yīng)控制在0.44mm 以下，延伸率保持在2%～10% 范圍內(nèi)，滲透率一般不小于10-3mL/s，滲透系數(shù)應(yīng)不小于10-9m/s。

3.1.3 主要施工方法

第一，清理原地基，構(gòu)建出符合既定要求的排水系統(tǒng)，為軟土地基的合理處理提供有利條件。所用到的砂料應(yīng)達(dá)到既定的質(zhì)量要求，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算，為施工做好準(zhǔn)備。

第二，制作準(zhǔn)確的方格網(wǎng)圖并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，合理確定插板的位置和間距。

第三，將插板機(jī)調(diào)整到施工范圍內(nèi)，注意機(jī)架的平整性和垂直度，特別是排水板的垂直度，應(yīng)注意將誤差控制在可允許范圍內(nèi)。

第四，排水板的進(jìn)尺長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，切忌使用搭接延續(xù)的板材，確保排水板入土的深度合理，為基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性提供保障。

第五，完成一個(gè)區(qū)域的施工后，應(yīng)將相關(guān)機(jī)械設(shè)備移除，而后整平砂墊進(jìn)行后續(xù)施工[3]。

3.1.4 施工重點(diǎn)

第一，施工前需對(duì)土地進(jìn)行平整處理，并合理開(kāi)挖橫縱向排水溝，并科學(xué)合理地布置排水結(jié)構(gòu)，確保積水得以有效排放。

第二，施工過(guò)程中需填充50cm 的天然砂礫石墊層，對(duì)于田埂等部分，應(yīng)構(gòu)造成斜面，以確保砂礫墊層填充的連續(xù)性。將塑料排水板的尺寸誤差控制在15cm 以內(nèi)，露出砂墊層的長(zhǎng)度應(yīng)小于20cm。

第三，用于墊層的砂礫石不應(yīng)含有有機(jī)質(zhì)和黏土塊，最大粒徑應(yīng)限制在50mm 以內(nèi)，含泥量應(yīng)不超過(guò)5%。有序地進(jìn)行土方填筑，并進(jìn)行壓實(shí)等處理。在操作過(guò)程中，需進(jìn)行精細(xì)觀測(cè)，嚴(yán)格控制填筑速率，以保證施工質(zhì)量。

3.2 粉噴樁施工

針對(duì)軟弱地基厚度超過(guò)4m 的情況，可采用振動(dòng)沉管粒料樁或粉噴樁處理方式，該公路工程采用粉噴樁處理技術(shù)。粉噴樁是一種通過(guò)深層攪拌加固地基的方法，使粉體狀固化劑（水泥、石灰等材料）與軟土反應(yīng)后形成高質(zhì)量的地基結(jié)構(gòu)。在具體的操作過(guò)程中，需要特別注意以下幾點(diǎn)：

第一，應(yīng)嚴(yán)格控制水泥的用量，這對(duì)施工效果有很大影響。通常情況下，水泥的摻加量應(yīng)不小于50kg/m。

第二，做好噴粉和停粉標(biāo)高的精細(xì)控制，且應(yīng)注意施工過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的嚴(yán)格把控。

第三，在施工過(guò)程中，鉆機(jī)的性能必須符合設(shè)計(jì)要求，且當(dāng)鉆桿鉆頭提升到地面以下30cm 的位置時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行檢查，查看樁孔是否滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)應(yīng)采取人工回填的方法，將適量的填土或灰漿填充到30cm 以下的位置，以保持基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，防止鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中帶出過(guò)多的灰漿或泥漿，避免地基松散和不穩(wěn)定[4]。

第四，第一次噴粉攪拌整個(gè)樁體后，需要對(duì)樁頂2m 范圍進(jìn)行再次噴粉。這一步驟旨在有效地將混合料填充到樁體中，消除空隙，增強(qiáng)樁體的均勻性和密實(shí)度，確保其具備一致的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

第五，如果在施工過(guò)程中遭遇停電或機(jī)器故障，需在恢復(fù)供電或修復(fù)機(jī)器后進(jìn)行復(fù)噴，第二次噴粉接樁的噴粉重疊長(zhǎng)度不得小于1m。

第六，儲(chǔ)灰缸單次的儲(chǔ)粉量應(yīng)控制在一根樁的用量以上，且應(yīng)在噴粉過(guò)程中持續(xù)補(bǔ)充，以免影響后續(xù)施工。

第七，鉆孔施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)檢查鉆頭的磨損情況，如果出現(xiàn)性能?chē)?yán)重下降的情況應(yīng)及時(shí)更換部件，為穩(wěn)定安全的施工提供支持。

第八，通常情況下，粉噴樁施工應(yīng)按照由外圍向中間的順序進(jìn)行，從外圍開(kāi)始施工可以有效控制混合料的噴射方向和噴射壓力，確保樁體的均勻性和質(zhì)量。在粉噴樁施工中，打樁處理非常重要，應(yīng)注意打樁的力度和位置，以確保樁的垂直度和平面位置的準(zhǔn)確性。平面位置偏差應(yīng)保持在±5cm 范圍內(nèi)，以保證樁的整體布局的準(zhǔn)確性。垂直度偏差應(yīng)控制在不大于1.5%內(nèi)，以確保樁體的穩(wěn)定性和承載能力[5]。

第九，通常情況下，成樁一周后應(yīng)及時(shí)地組織技術(shù)人員進(jìn)行取樣檢測(cè)，按照2%～5%的頻率分別割取5×5×5（cm）的試件進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，以獲取7d 及28d 齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，為后續(xù)的技術(shù)處理提供相應(yīng)的指導(dǎo)。

第十，安全控制。在施工現(xiàn)場(chǎng)，要嚴(yán)格遵循安全操作規(guī)范，確保人員的安全。應(yīng)設(shè)立明確的禁止入內(nèi)標(biāo)識(shí)，避免非相關(guān)人員進(jìn)入機(jī)械操作區(qū)域。同時(shí)，設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，如圍欄、安全帶等，防止人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域。操作人員必須佩戴個(gè)人防護(hù)裝備，如安全帽、手套、防護(hù)服等，以確保施工過(guò)程中的安全。粉噴樁施工涉及噴粉和攪拌等操作，操作人員必須嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，避免操作不當(dāng)引發(fā)意外。噴粉時(shí)應(yīng)保持一定的距離，防止噴粉物料濺到人體，并避免與噴粉設(shè)備接觸。攪拌操作需要注意設(shè)備啟停的平穩(wěn)，避免攪拌過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)或異常。在緊急情況下，操作人員必須迅速采取措施，執(zhí)行事先制訂的應(yīng)急方案，先將設(shè)備停機(jī)，并及時(shí)通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。工作完成后，要及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)，清除雜物和殘?jiān)?，防止滑倒和絆倒等意外事故。

3.3 沉降觀測(cè)

在公路工程軟基處理中，沉降觀測(cè)是確保路基穩(wěn)定性和工程質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。沉降觀測(cè)的目的在于監(jiān)測(cè)路基在施工和使用過(guò)程中可能發(fā)生的沉降變化，及時(shí)掌握變形情況，采取必要的措施以確保工程的安全和可靠性。

第一，沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)覆蓋整個(gè)路基區(qū)域，包括不同地質(zhì)條件和填筑層次，以全面反映軟基的沉降變化情況。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要考慮地質(zhì)特點(diǎn)、工程布置和施工工藝等因素，以確保監(jiān)測(cè)部位具有代表性。

第二，監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備包括水準(zhǔn)儀、全站儀、GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）等。不同的儀器在監(jiān)測(cè)原理、適用范圍和精度方面有所差異，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇適合的儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，需要建立監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)面，以確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程變化，并準(zhǔn)確地記錄路基沉降情況。監(jiān)測(cè)頻率需根據(jù)工程階段和土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，一般來(lái)說(shuō)，初始階段的監(jiān)測(cè)頻率需要更頻繁，隨著時(shí)間推移逐漸降低監(jiān)測(cè)頻率。

第三，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集應(yīng)按照預(yù)定的時(shí)間表進(jìn)行，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和一致性。采集到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行準(zhǔn)確的處理和分析，得出沉降速率和總沉降量等關(guān)鍵指標(biāo)，用于評(píng)估軟基的變形情況和工程穩(wěn)定性。

第四，如果發(fā)現(xiàn)沉降超出了設(shè)計(jì)允許范圍，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)查分析，并采取相應(yīng)的加固措施、修復(fù)方法，以保證路基的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路工程軟基處理技術(shù)能夠有效解決軟弱地基問(wèn)題。采用適當(dāng)?shù)能浕幚砑夹g(shù)，可以改善地基的力學(xué)性質(zhì)和工程性能，確保公路工程的安全和穩(wěn)定。此外，軟基處理技術(shù)還能改善地基的排水性能，提高地基的抗液化能力。通過(guò)不斷探索和優(yōu)化創(chuàng)新軟基處理技術(shù)，公路工程能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件的挑戰(zhàn)，提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量。在今后的公路工程建設(shè)中，軟基處理技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為交通工程可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新提供可靠的基礎(chǔ)支撐。