公路工程中的軟基處理技術探討

文／河北光太路橋工程集團有限公司 尚福濤

0 引言

目前，我國交通基礎設施建設逐步完善，全國范圍內公路網密度基本以達到飽和狀態，但對于不同地質類型的路基處理技術尚未完善。由于我國地域遼闊，土質類型復雜，不同土質類型的處置方式也多種多樣。為保證公路路基路面修筑質量，需要對路基采取合理的處置方式，確保其強度和穩定性符合設計要求。鹽漬土路基、凍脹土路基、軟基等都是我國常見的特殊路基形式，其中軟基主要包含松軟土、有機質土和松散砂，松軟土又由黏土和粉土組成，由于有機質土中空隙率較大，導致土壤中含水量較高，在穩定性不足條件下極易發生沉降現象[1]。因此，本文以東部沿海地區的軟基為代表，主要對其施工中存在問題進行分析，提出合理的施工處置措施，推動我國公路事業發展邁向更高一層。

1 隧道與互通立交小間距概述

與一般土基相比，軟基中土顆粒之間空隙較大，更容易存在水分，造成其含水量遠遠大于一般土質路基。其次，軟基中含有較多淤泥質土，而有機質土數量相對較少，在外界常溫條件下，通常表現為絮狀物質，其含水率一般在35%～80%之間。由于軟基具有上述幾種性質，導致其極易受外界環境變化影響，產生流動或振動破壞，承受能力也會急劇下降。因此，在實際施工過程中，若未處理好上述因素，就會存在以下問題[2]。

1.1 路面下沉

由于軟基中土顆粒之間空隙較大，且含有較多水分，此外，對于局部地下水發達地區，在長期受到地下水沖刷作用后路基會產生嚴重變形，導致承載力和強度下降，最終引起路面下沉。因此，需要采取多種技術手段來提高路基密實度，降低路基含水率，使各部分密度差異性降至最低。

1.2 壓實度低

軟基的結構不穩定、土質疏松等特點，造成在外界應力作用下承載力嚴重降低。目前，我國對軟基的處置技術尚不完善，尤其在路基穩固程度和施工質量方面未充分發揮其應有作用。此外，由于軟基多空隙特點，導致其滲水效果非常好，尤其在雨天，降水會通過軟基滲入地基部分，長時間雨水浸潤地基出現路基松軟、難以壓實等情況。

1.3 路面損壞

針對軟基強度小的特點，常采取的固化處理措施很難達到施工效果，造成在軟基上施工非常困難。而我國公路路面以瀝青混凝土為主，在長期受到車輛荷載作用及外部濕溫條件影響下，加之軟基自身強度不足，極易導致整個公路結構出現嚴重變形，長此以往，必然會出現路面開裂、變形等問題。

2 軟基常見處置措施

為上述軟基中存在問題，本文詳述了目前常見處置措施，具體如下：

2.1 表層處置

表層處置軟基的方式主要通過在軟基上鋪墊砂礫和石灰、粉煤灰等無機結合料來做防滲處理。首先在路基上開挖溝槽以排出地表水，然后加工砂礫填充到路基中，并根據路基實際狀況通過是否排水通暢來確定明溝位置。目前的換填工藝還需要進一步更新，期待未來可以全面提升軟基強度和穩定性。

2.2 置換法

置換法主要是通過強度高、滲透性好的沙石等硬物來置換整個軟基部分，以此替代軟基層。但此種方法僅適用于軟基層較薄，否則將增加施工作業量和成本，所以在采取置換法前，需要對整個軟基部分進行實地勘測，確定需要進行換填范圍，經精確計算、評估后方可確定是否可以置換處置。置換原則一般是“由內向外、逐層置換、逐層碾壓”，以充分發揮置換法的優點。

2.3 強夯法

采用強夯法可以快速地將軟基中的自由水排出，縮減土顆粒之間空隙，進而使軟基更加牢固。但強夯法由于施工作業噪聲大，對地面振動影響大，需要根據現在周圍環境綜合決定是否可以采用強夯法。此外，為保證強夯法可以使軟基達到最佳壓實度，需要進行試夯，以確定強夯機的力度、夯擊頻率、夯擊范圍均達到最佳狀態，以免浪費資源，增加施工成本。

2.4 土工合成加筋法

在軟基局部地方，可以輔助采用土工合成物加筋的方式來提高軟基整體穩定性，使路基沉降值達到最低。與此同時，加筋材料在軟基中還可以增加其抗拉性能，在提高強度的同時，還可以使軟基具有一定韌性，進而均勻擴散到基層地面荷載中，避免軟基因局部荷載集中而出現損壞。采用此種方法務必精確計算加筋材料埋設位置及深度，通常在低等級公路中使用，對于地面下沉嚴重的開采區，也可采用加筋法。

2.5 預應力管樁法

對于軟基中存在多種力影響，可以使用預應力管樁法對軟基進行處理，不僅可以有效改善軟基現象，同時還可以控制其形成原因。基本方法是在施工前，通過科學技術手段精準找到軟基位置，以免在加固過程中出現不符合現場狀況的現象。待位置確定后，進行相應的測量放樣工作，根據現場測量結果及周邊情況開展打樁工作，結束后一定要標示出打樁點，以免影響施工效率。

3 工程實踐

3.1 工程概況

某公路全長30.36km，經地質勘測發現，主要為軟土地基，且沉降量大，若直接修筑路基將導致其強度和穩定性不足。經當地研究院研究決定，使用強夯法對該路段進行施工，以增強路基堅固性和穩定性。

3.2 強夯法施工工藝

（1）前期準備工作

首先需要將軟基基底中的水分和污染物等雜質清理干凈，并采用自卸運輸車將計算好的土方量運輸至強夯現場，待技術人員對坐標基點測量確認后，方可進行放樣工作。

（2）試夯階段

在正式進行強夯施工前，需要選取一段軟基進行試夯，對夯錘質量、面積等指標確定無誤后，可以依據試夯效果適當調整，在確認夯實次數和能級后，可以對后續指標進行計算，為后期強夯施工提供精準數據，從理論和實際量兩方面確保強夯工作順利進行。

（3）強夯施工

選擇合適的夯實機具，以梅花形夯擊形狀進行軟基夯實工作。按設計方案要求，提前布設好夯點位置和行距，記錄當下數值。綜合考慮各種因素后確定松鋪厚度，通過以距離路床頂部距離計算出松鋪厚度。強夯施工可以按先兩邊后中間的順序分段進行，夯實結束后，立即使用推土機進行平整處理，并根據定位線檢測各項指標是否符合設計標準。強夯遍數通常以單次夯沉壓縮量和沉降條件等參數作為參考依據，若軟基中細小顆粒較多，可以適當增加夯實遍數，以提高軟基堅實度和穩定性[3]。

（4）夯實效果檢測

在強夯法施工結束后7d，分別采用環刀法取樣進行壓實度檢測，結果見表1。

表1 壓實度檢測結果

本文通過預埋的沉降觀測設備對強夯法施工后軟基左幅、右幅和中心線位置一個月內的沉降值進行觀測，結果見表2。

表2 沉降量觀測結果

由上表檢測結果分析可知，對軟基采用強夯法處置，不僅可以保證其壓實度符合要求，同時隨時間增長，后期路基左幅、右幅和中心線處沉降量均保證在一定范圍內，且小于規范要求值300mm，表明強夯法對軟基處置效果較好。

4 結語

本文通過對軟基常見處置措施進行分析，依托實際工程，采用強夯法施工工藝處置軟基，并對施工效果進行檢測，得出結論，強夯法可以應用于軟基處理，且施工后路基壓實度和沉降量均滿足規范要求。