公路養護中路基路面維修的軟基處理技術

李 志

（中交上海航道局有限公司，上海 200136）

1 軟基的概念及基本特點

1.1 軟基的概念

軟基指水下沉積的軟弱性黏土或以淤泥為主要成分的地層，在部分軟土地基中還存在腐泥和泥炭層。在外部荷載、結構自重等多重作用下，容易出現軟土地基沉降現象，加強軟基處理極具必要性[1]。

1.2 基本特點

（1）抗剪強度偏低，軟基內的孔隙較大，提高軟基的壓縮系數，導致其缺乏足夠的承載能力。

（2）具有較明顯的觸變性與流動性，軟基受自重和外部荷載的作用隨時間推移愈發顯著，出現形變，嚴重時路面將發生坍塌。

（3）含水量較高，通?？蛇_到50%～70%，局部地質條件特殊時達到200%，加之孔隙較大等特點，嚴重影響土壤的強度，無法發揮承載作用。

（4）滲透能力不足，部分軟土層中含有薄層、細砂等力學條件較差的地層，相較于垂直方向的滲透性，水平方向的滲透性更強。軟基滲透性不良的問題在濱海以及三角洲地區尤為明顯。

2 典型的軟基處理技術

2.1 排水固結法

排水固結法指以某種方式將賦存在軟基內的積水高效排出，降低軟基的含水量，使其固結成形，達到提高軟基承載力的效果[2]。排水固結法可以細分為多種方法，如砂墊層處理法、沙井加固法等，操作方式不同，但基本思路均為降低軟土中的含水量，改善軟土的性能狀態。

2.2 強夯法

強夯法的核心原理在于通過某裝置提供沖擊力將其作用于待處理的軟基中，改變原土層的結構，以擠壓的方式在軟基處理范圍內形成具有密實性的夯坑[3]。強夯法得以實現的關鍵在于強夯裝置的支持，該裝置的提升高度、噸位等均是重點控制指標。從技術角度進行細分，可以分為動力置換、動力密實及動力固結三種形式。

（1）動力置換。

以樁式置換和整式置換兩種形式為主，前者指通過外力的作用使軟土和碎石緊密結合，改變此類物質的組合狀態，使其具有足夠的穩定性；后者指利用外力擠壓碎石將其擠入淤泥中，組合形成碎石墊層，發揮加固的作用[4]。

（2）動力固結。

依托外界沖擊力，在合理范圍內破壞土層結構，在軟基中形成可以用于排水的裂隙，以提高軟基內水的流動效率，使其高效排出，達到固結軟土的效果。

（3）動力密實。

營造外力作用后將其作用于土體的孔隙，通過此途徑提高軟土地基的強度。

強夯法具有操作便捷、適用范圍廣、經濟高效等優勢，但缺乏合理的控制措施，容易形成彈簧土，影響軟基處理效果，工程人員應給予高度重視。

強夯法施工流程如圖1所示。

圖1 強夯法施工流程

2.3 預壓法

依托排水體和軟土的透水性，經地表荷載的加載作用后將地基中的水分向外排出，隨著含水量的降低，軟基的密實度提高，強度得到保證。預壓法的顯著應用優勢在于以較低的成本取得較為良好的加固效果，但局限在于工期較長，對于工期緊張的項目缺乏可行性，若未采取正確的控制措施易出現地面沉降現象[5]。

2.4 添加劑法

軟基的承載力相對不足，未直接處理時其難以承受源自公路結構的自重以及路面車輛的荷載，為解決此問題，部分軟基處理采用添加劑法，即以軟基的實際特性為準，通過應用外加材料，提高地基的抗壓力和強度。水泥是應用較為廣泛的添加材料，能夠固結軟基。

2.5 水泥攪拌樁法

以水泥為原材料，經攪拌后與施工現場的軟土結合形成水泥攪拌樁結構，達到凝固軟基的效果。在水泥攪拌樁施工過程中，嚴格控制攪拌速度以及水泥材料質量至關重要，對于提高成樁質量具有積極意義。

水泥攪拌樁工序如圖2所示。

圖2 水泥攪拌樁工序

3 工程概況

3.1 問題描述

某高速公路工程沿線軟基路段長度達6 km，基本特點在于軟土層的厚度不均勻，絕大部分為6～15 m，最厚可以達到30 m，軟基中含較多的淤泥質黏土，土質組成復雜，缺乏足夠的穩定性。路面的承載能力不足，受行車荷載、降雨、日曬等多重因素的共同作用，出現路基沉降、路面斷裂等質量問題，且以右路幅主車道最為明顯。

3.2 路況分析

（1）軟基的厚度、物質組成等方面均存在差異，局部明顯缺乏承載力，難以有效承受外部作用，出現不均勻沉降等問題。

（2）瀝青混凝土結構厚度僅為7 cm，其缺乏足夠的耐磨性，隨使用時間的延長，該結構的厚度逐步減小，遇降雨天氣時局部有透水的情況。

（3）雨水滲透作用較強，在其影響下瀝青與骨料難以保持相對緊密的結合狀態，雨水經由裂縫持續向土基滲入，導致土基逐步軟化，瀝青路面沉陷、開裂等問題愈發顯著。

3.3 軟基施工處理技術分析

立足于實際情況采取相適應的處理技術，從根本上解決質量問題，使公路恢復正常通行狀態。

（1）補強設計。

經全面的調查后確定存在質量問題的部位，挖除原路面的面層以及處于軟化狀態的基層，取適量的瀝青材料用于修補開挖后基層出現的裂縫，在上方緊密鋪設玻纖格柵，設置適量的水泥釘以起到加固的作用。若開挖深度達到15 cm且開挖范圍較大，采用水泥穩定修復；若開深度未達15 cm但僅存在小范圍的開挖，可以利用水泥混凝土修復，處理后再鋪設瀝青混凝土，完成對下層的修復作業[6]。

（2）路面病害的處理。

以路面裂縫的實際情況為準（深度、寬度等），取適量的熱瀝青，經灌縫施工后達到修補的效果。路面沉陷深度達到5 cm的部位用瀝青碎石找平，使其恢復平整、穩定；若沉陷深度達到10 cm，填補找平材料則以水泥穩定碎石為宜。

對于坑槽路面的處理，根據實際情況確定挖槽的輪廓線，待開挖至穩定的層面后全面清理前期施工產生的雜物，均勻刷涂黏結瀝青，再攤鋪瀝青混凝土，期間嚴格控制攤鋪厚度，保證成形的瀝青混凝土與原路面持平，再進一步修補路面的周邊區域。針對大面積龜裂等嚴重受損的路面，要求先清理該部分瀝青混凝土，根據處理工作量制備適量的粗粒式瀝青混凝土，將其填補到位[7]。

（3）加鋪層結構設計。

通過FWD等無損檢測技術的應用，對原路面結構的承載情況進行準確判斷，分層鉆孔取樣，包含瀝青混合料、基層、底基層等各結構層的樣品，判斷其破壞的原因，對受損層的實際情況形成準確認識。鉆孔取樣考慮的信息需要具有全面性，例如路基的穩定性、強度及路面排水性能等。

對公路現狀質量問題形成準確認識后進一步處理，若找平層厚度在5 mm以內，找平施工材料選擇中粒式瀝青混凝土，若層厚度超過5 mm，可以選擇粗粒式瀝青混凝土。通過應用合適材料完成找平工作，使找平部位與周邊其他無質量問題的結構有機結合，形成完整的結構體系。

4 結語

綜上所述，在社會經濟日益發展以及跨地區出行需求持續增加的背景下，交通基礎設施的建設規模不斷擴大，現階段我國的交通行業已經取得長足發展。高速公路是道路交通的關鍵組成部分，但軟基對高速公路的影響嚴重，需要從實際情況出發，合理應用軟基處理技術，如排水固結、強夯法等，切實解決軟基含水量高、承載力不足等問題，改善公路的運營環境，提高公路的通行水平。