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(diǎn)

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(jié)構(gòu)自重等多重作用下，容易出現(xiàn)軟土地基沉降現(xiàn)象，加強(qiáng)軟基處理極具必要性[1]。

1.2 基本特點(diǎn)

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

（2）具有較明顯的觸變性與流動(dòng)性，軟基受自重和外部荷載的作用隨時(shí)間推移愈發(fā)顯著，出現(xiàn)形變，嚴(yán)重時(shí)路面將發(fā)生坍塌。

（3）含水量較高，通?？蛇_(dá)到50%～70%，局部地質(zhì)條件特殊時(shí)達(dá)到200%，加之孔隙較大等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響土壤的強(qiáng)度，無(wú)法發(fā)揮承載作用。

（4）滲透能力不足，部分軟土層中含有薄層、細(xì)砂等力學(xué)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(qiáng)。軟基滲透性不良的問(wèn)題在濱海以及三角洲地區(qū)尤為明顯。

2 典型的軟基處理技術(shù)

2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法指以某種方式將賦存在軟基內(nèi)的積水高效排出，降低軟基的含水量，使其固結(jié)成形，達(dá)到提高軟基承載力的效果[2]。排水固結(jié)法可以細(xì)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(tài)。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法的核心原理在于通過(guò)某裝置提供沖擊力將其作用于待處理的軟基中，改變?cè)翆拥慕Y(jié)構(gòu)，以擠壓的方式在軟基處理范圍內(nèi)形成具有密實(shí)性的夯坑[3]。強(qiáng)夯法得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于強(qiáng)夯裝置的支持，該裝置的提升高度、噸位等均是重點(diǎn)控制指標(biāo)。從技術(shù)角度進(jìn)行細(xì)分，可以分為動(dòng)力置換、動(dòng)力密實(shí)及動(dòng)力固結(jié)三種形式。

（1）動(dòng)力置換。

以樁式置換和整式置換兩種形式為主，前者指通過(guò)外力的作用使軟土和碎石緊密結(jié)合，改變此類(lèi)物質(zhì)的組合狀態(tài)，使其具有足夠的穩(wěn)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(fā)揮加固的作用[4]。

（2）動(dòng)力固結(jié)。

依托外界沖擊力，在合理范圍內(nèi)破壞土層結(jié)構(gòu)，在軟基中形成可以用于排水的裂隙，以提高軟基內(nèi)水的流動(dòng)效率，使其高效排出，達(dá)到固結(jié)軟土的效果。

（3）動(dòng)力密實(shí)。

營(yíng)造外力作用后將其作用于土體的孔隙，通過(guò)此途徑提高軟土地基的強(qiáng)度。

強(qiáng)夯法具有操作便捷、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)勢(shì)，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(yīng)給予高度重視。

強(qiáng)夯法施工流程如圖1所示。

圖1 強(qiáng)夯法施工流程

2.3 預(yù)壓法

依托排水體和軟土的透水性，經(jīng)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(shí)度提高，強(qiáng)度得到保證。預(yù)壓法的顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)，對(duì)于工期緊張的項(xiàng)目缺乏可行性，若未采取正確的控制措施易出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象[5]。

2.4 添加劑法

軟基的承載力相對(duì)不足，未直接處理時(shí)其難以承受源自公路結(jié)構(gòu)的自重以及路面車(chē)輛的荷載，為解決此問(wèn)題，部分軟基處理采用添加劑法，即以軟基的實(shí)際特性為準(zhǔn)，通過(guò)應(yīng)用外加材料，提高地基的抗壓力和強(qiáng)度。水泥是應(yīng)用較為廣泛的添加材料，能夠固結(jié)軟基。

2.5 水泥攪拌樁法

以水泥為原材料，經(jīng)攪拌后與施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土結(jié)合形成水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)，達(dá)到凝固軟基的效果。在水泥攪拌樁施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制攪拌速度以及水泥材料質(zhì)量至關(guān)重要，對(duì)于提高成樁質(zhì)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(wèn)題描述

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

3.2 路況分析

（1）軟基的厚度、物質(zhì)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(xiàn)不均勻沉降等問(wèn)題。

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

（3）雨水滲透作用較強(qiáng)，在其影響下瀝青與骨料難以保持相對(duì)緊密的結(jié)合狀態(tài)，雨水經(jīng)由裂縫持續(xù)向土基滲入，導(dǎo)致土基逐步軟化，瀝青路面沉陷、開(kāi)裂等問(wèn)題愈發(fā)顯著。

3.3 軟基施工處理技術(shù)分析

立足于實(shí)際情況采取相適應(yīng)的處理技術(shù)，從根本上解決質(zhì)量問(wèn)題，使公路恢復(fù)正常通行狀態(tài)。

（1）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。

經(jīng)全面的調(diào)查后確定存在質(zhì)量問(wèn)題的部位，挖除原路面的面層以及處于軟化狀態(tài)的基層，取適量的瀝青材料用于修補(bǔ)開(kāi)挖后基層出現(xiàn)的裂縫，在上方緊密鋪設(shè)玻纖格柵，設(shè)置適量的水泥釘以起到加固的作用。若開(kāi)挖深度達(dá)到15 cm且開(kāi)挖范圍較大，采用水泥穩(wěn)定修復(fù)；若開(kāi)深度未達(dá)15 cm但僅存在小范圍的開(kāi)挖，可以利用水泥混凝土修復(fù)，處理后再鋪設(shè)瀝青混凝土，完成對(duì)下層的修復(fù)作業(yè)[6]。

（2）路面病害的處理。

以路面裂縫的實(shí)際情況為準(zhǔn)（深度、寬度等），取適量的熱瀝青，經(jīng)灌縫施工后達(dá)到修補(bǔ)的效果。路面沉陷深度達(dá)到5 cm的部位用瀝青碎石找平，使其恢復(fù)平整、穩(wěn)定；若沉陷深度達(dá)到10 cm，填補(bǔ)找平材料則以水泥穩(wěn)定碎石為宜。

對(duì)于坑槽路面的處理，根據(jù)實(shí)際情況確定挖槽的輪廓線，待開(kāi)挖至穩(wěn)定的層面后全面清理前期施工產(chǎn)生的雜物，均勻刷涂黏結(jié)瀝青，再攤鋪瀝青混凝土，期間嚴(yán)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(jìn)一步修補(bǔ)路面的周邊區(qū)域。針對(duì)大面積龜裂等嚴(yán)重受損的路面，要求先清理該部分瀝青混凝土，根據(jù)處理工作量制備適量的粗粒式瀝青混凝土，將其填補(bǔ)到位[7]。

（3）加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

通過(guò)FWD等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)原路面結(jié)構(gòu)的承載情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，分層鉆孔取樣，包含瀝青混合料、基層、底基層等各結(jié)構(gòu)層的樣品，判斷其破壞的原因，對(duì)受損層的實(shí)際情況形成準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。鉆孔取樣考慮的信息需要具有全面性，例如路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度及路面排水性能等。

對(duì)公路現(xiàn)狀質(zhì)量問(wèn)題形成準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)后進(jìn)一步處理，若找平層厚度在5 mm以內(nèi)，找平施工材料選擇中粒式瀝青混凝土，若層厚度超過(guò)5 mm，可以選擇粗粒式瀝青混凝土。通過(guò)應(yīng)用合適材料完成找平工作，使找平部位與周邊其他無(wú)質(zhì)量問(wèn)題的結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，形成完整的結(jié)構(gòu)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展以及跨地區(qū)出行需求持續(xù)增加的背景下，交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)階段我國(guó)的交通行業(yè)已經(jīng)取得長(zhǎng)足發(fā)展。高速公路是道路交通的關(guān)鍵組成部分，但軟基對(duì)高速公路的影響嚴(yán)重，需要從實(shí)際情況出發(fā)，合理應(yīng)用軟基處理技術(shù)，如排水固結(jié)、強(qiáng)夯法等，切實(shí)解決軟基含水量高、承載力不足等問(wèn)題，改善公路的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，提高公路的通行水平。