張有春

（灤南縣交通運(yùn)輸局，河北 唐山 063500）

0 引言

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)項(xiàng)目的不斷增多，施工涉及各種較為復(fù)雜的地勢(shì)環(huán)境，其中包括軟土路基施工。為保證整體的承載能力、穩(wěn)定性以及高速公路項(xiàng)目具有良好的使用性能，在軟土地基處理中應(yīng)熟練掌握并合理運(yùn)用各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)。

1 軟土地基簡(jiǎn)介及其主要特點(diǎn)

1.1 軟土地基簡(jiǎn)介

軟土地基指一種具有較高壓縮量和較低強(qiáng)度的松軟土層類(lèi)型。歐美一些國(guó)家將軟土地基定義為在土質(zhì)結(jié)構(gòu)地基中塵土和黏土等顆粒含量較高的有機(jī)質(zhì)土層或松軟土層。對(duì)于軟土地基，在施工中應(yīng)引起高度重視并給予妥善處理，否則直接影響到整個(gè)公路工程項(xiàng)目的施工建設(shè)質(zhì)量，不但會(huì)大大降低公路地基的整體穩(wěn)定性，還會(huì)導(dǎo)致路面沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。僅僅依靠傳統(tǒng)的施工方法去處理軟土地基顯然是不夠的，施工中應(yīng)大力應(yīng)用先進(jìn)的新技術(shù)和新材料，切實(shí)提高軟土地基的牢固性和穩(wěn)定性，并為公路工程項(xiàng)目后續(xù)施工作業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 軟土地基的主要特點(diǎn)

在我國(guó)雨水量較為豐富的地區(qū)或江河地區(qū)的周邊經(jīng)?？梢?jiàn)軟土地基，煤礦開(kāi)采地區(qū)的附近也易出現(xiàn)軟土地基，其通常具有以下3個(gè)特點(diǎn)：

（1）軟土地基的土質(zhì)空隙大、松散程度高、含水量較大。一般情況下，構(gòu)成軟土地基的物質(zhì)有兩種，即黏土顆粒和淤泥，其中也可能有一定含量的有機(jī)物質(zhì)，外界諸多因素都容易對(duì)其產(chǎn)生影響，含水量一般在40%～75%范圍內(nèi)。

（2）軟土地基通常抗剪強(qiáng)度不足，一般在20kPa 以下，且由于軟土地基的含水量偏高，施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)做好排水疏導(dǎo)工作，否則其抗剪強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步下降。

（3）軟土地基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。軟土地基自身會(huì)受外力影響，且外界自然環(huán)境和天氣條件等因素也會(huì)影響地基的穩(wěn)定性。我國(guó)南北地區(qū)的自然環(huán)境和天氣條件有著顯著差異，而不同地區(qū)構(gòu)成軟土地基的材料和成分有一定區(qū)別，因此各自有不同的特點(diǎn)。

2 高速公路軟土地基處理中的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 易發(fā)生變形

當(dāng)上層壓力過(guò)大時(shí)，軟土地基就會(huì)出現(xiàn)變形，而當(dāng)上層壓力超過(guò)了軟土地基所能承受的最大限值后，便會(huì)出現(xiàn)沉降或收縮等。一般情況下，壓力的主要來(lái)源是路面荷載，在施工過(guò)程中一旦有壓力作用，軟土地基結(jié)構(gòu)就可能出現(xiàn)變形現(xiàn)象，在壓力長(zhǎng)期持續(xù)作用下，變形會(huì)越來(lái)越明顯。這種變形一旦出現(xiàn)就是不可逆的，恢復(fù)變形非常困難，軟土地基的整體穩(wěn)定性會(huì)因此受到很大影響，高速公路項(xiàng)目的后續(xù)施工作業(yè)也可能無(wú)法順利進(jìn)行。

2.2 對(duì)滲透性能無(wú)法有效控制

相比于普通土質(zhì)類(lèi)型，軟土地基區(qū)域的土質(zhì)空隙大、密度小且松散程度很高，這就導(dǎo)致其滲水能力也很強(qiáng)，要想有效把控其滲透性能有一定難度。因此，在對(duì)高速公路軟土地基進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)，一定要保證所設(shè)計(jì)的滲透系數(shù)符合國(guó)家相應(yīng)規(guī)范要求，確保軟土地基具備優(yōu)良的排水能力，確保整個(gè)項(xiàng)目施工建設(shè)工作的有序進(jìn)行。

2.3 路面沉降問(wèn)題

高速公路項(xiàng)目施工單位在處理軟土地基時(shí)，一定要根據(jù)規(guī)范流程采取相應(yīng)的處理方式，與行業(yè)要求相適應(yīng)，否則高速公路項(xiàng)目在竣工后投入使用階段就可能出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，尤其要對(duì)地基過(guò)渡位置采取加固措施，避免外力作用對(duì)其產(chǎn)生過(guò)大影響而發(fā)生沉降或變形等問(wèn)題，降低高速公路的整體穩(wěn)定性和安全性。

3 高速公路軟土地基處理方法

高速公路的軟土地基常見(jiàn)處理方法如下。

（1）雙灰樁法

該方法適用于條形基礎(chǔ)的地基加固處理，其施工的具體位置緊靠地基邊緣，要使用鉆機(jī)鉆出豎直方向或斜向多排孔，同時(shí)制作與之相匹配的樁頂土塞，長(zhǎng)度約為1.4m，樁的實(shí)際直徑應(yīng)控制在17～21cm 的范圍內(nèi)，樁中心距為樁徑的4倍。

（2）旋噴樁法

這種方法的工作原理為將具有較強(qiáng)壓力的水玻璃漿液或水泥漿液迅速噴入土中并促使其成樁，可將樁徑控制在0.7～2.1m 范圍內(nèi)，適用于砂土、黃土和黏性土為主要結(jié)構(gòu)的軟土地基加固，但若軟土地基的地下水流動(dòng)速度過(guò)快則不建議采用這一處理方法。另外，計(jì)算和確定單樁的整體承載能力時(shí)，一定要考慮增層結(jié)構(gòu)也受地基附加沉降現(xiàn)象的影響。

（3）注漿法

該方法的工作原理是在路基的下土層中注入水泥漿液、化學(xué)漿液或水泥黏土混合漿液等液體，從而有針對(duì)性地改善原有軟土地基的土力學(xué)性質(zhì)。適用于一般黏性的軟土地基和砂礫性軟土地基，在其施工過(guò)程中也要考慮到地基附加沉降會(huì)對(duì)增層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

（4）鋪墊法

該方法的工作原理是利用砂層對(duì)位于過(guò)渡段的軟土地基進(jìn)行處理，有針對(duì)性地提升其排水性能，施工中需要進(jìn)行填土作業(yè)，這會(huì)增加軟骨地基負(fù)荷，在荷載壓力的影響下，軟土地基內(nèi)部材料的緊密程度會(huì)不斷加大，達(dá)到增強(qiáng)其強(qiáng)度的效果。

（5）粉噴樁法

該方法的工作原理是持續(xù)從回轉(zhuǎn)的鉆機(jī)鉆頭中向周?chē)粩噭?dòng)后處于松散狀態(tài)的土中噴灑生石灰粉，從而對(duì)軟土地基起到良好的保護(hù)和加固作用。其樁身具有較高的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，最高值可超過(guò)2 000kPa，如果是鋼筋混凝土樁，該方法更能顯現(xiàn)出眾多優(yōu)點(diǎn)，如縮短工期、節(jié)約材料和降低成本等，大大提升施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

（6）管樁法

該方法的工作原理是利用樁徑為100～250mm、進(jìn)行就地灌注作業(yè)處理的鋼筋混凝土樁，以豎直方向或斜向起到加固地基的作用。如果是豎直方向的管樁，可參考摩擦樁的數(shù)值來(lái)設(shè)計(jì)承載力；如果是斜向管樁，可提前進(jìn)行多次試驗(yàn)來(lái)確定其承載力。

4 高速公路軟土地基處理關(guān)鍵技術(shù)

近些年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)施工技術(shù)水平有了顯著提升，其在為高速公路項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量提供了重要保障的同時(shí)，也暴露出一些突出問(wèn)題?，F(xiàn)階段高速公路項(xiàng)目施工面臨復(fù)雜的地勢(shì)環(huán)境，其施工難度較過(guò)去大幅增加，特別是在處理軟土地基時(shí)更需要掌握相應(yīng)的核心技術(shù)，制定科學(xué)的施工方案，確保項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

4.1 表面處理技術(shù)

軟土地基表面處理中，應(yīng)選擇更具針對(duì)性的鋪墊材料，盡可能提升軟土地基排水能力，確保水分不會(huì)對(duì)軟土地基產(chǎn)生太大影響，為后續(xù)各個(gè)階段的施工作業(yè)打下牢固基礎(chǔ)。一般情況下，軟土地基表面處理中會(huì)將大量級(jí)配合格的粗砂鋪撒在軟土地基表層。為了保證軟土地基表層處理效果，還可以將土工織物鋪設(shè)在地基表層，避免高速公路工程施工建設(shè)過(guò)程中軟土地基區(qū)域出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，從而切實(shí)提升高速公路路基表層的整體承載能力。設(shè)計(jì)高速公路表層結(jié)構(gòu)時(shí)，也需要對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行妥善處理。為保證土質(zhì)具有良好的密實(shí)度，要在其中添加適量的添加劑，提升路基的整體壓縮性能，從而改善路基強(qiáng)度和硬度。常用添加劑種類(lèi)有很多，如石灰石、熟石灰和水泥等材料，可有效去除軟土地基中的水分而起到加固地基的效果，進(jìn)而在一定程度上提升軟土地基的綜合性能。為了取得更好的排水效果，可采用挖溝槽的設(shè)計(jì)方案，既能降低軟土地基中的含水量，又可提升基層的實(shí)際排水性能。

4.2 換填處理技術(shù)

換填處理技術(shù)是高速公路軟土地基處理的又一常見(jiàn)方法，即先挖除軟土地基中的原有土體，將其運(yùn)輸?shù)狡渌胤?，改用具有更高?qiáng)度的材料作為替代物進(jìn)行換填。最常用的換填材料是廢石，其成本低廉、強(qiáng)度高，不但能節(jié)約施工成本，而且有利于保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。應(yīng)用換填處理技術(shù)之后還需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的碾壓處理，具體可采用大型的碾壓機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，保證整體加固效果，切實(shí)提升高速公路軟土地基硬度和強(qiáng)度。

4.3 排水固結(jié)法

水分是軟土地基穩(wěn)定性影響的關(guān)鍵因素之一。施工作業(yè)過(guò)程中如果沒(méi)有對(duì)其水分進(jìn)行嚴(yán)格把控，高速公路在后期使用階段就可能出現(xiàn)沉降和變形等問(wèn)題，路基的整體承載能力也會(huì)降低。在項(xiàng)目施工作業(yè)中，要盡可能地排出軟土地基中的水分，有針對(duì)性地提升其抗壓能力和整體承載能力，而排出水分最常用的技術(shù)便是排水固結(jié)法。該方法的技術(shù)原理是采用加壓抽水的方式，將軟土地基中的大部分水分抽出，從而提升內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，降低變形和沉降現(xiàn)象發(fā)生概率。通常情況下，排水固結(jié)法常與其他方法配合使用，如真空預(yù)壓法。對(duì)于含水量較高的軟土地基，將真空預(yù)壓法與排水固結(jié)法聯(lián)合使用后能有效提升排水效果，對(duì)后續(xù)施工作業(yè)起到良好的推進(jìn)作用，需要注意的是該方法不適用于滲透性能較強(qiáng)的泥碳土層。

4.4 深層土振動(dòng)擠壓技術(shù)

深層圖振動(dòng)擠壓技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于提升軟土地基土層的固結(jié)能力和密實(shí)度具有明顯作用。施工作業(yè)時(shí)，一線施工者應(yīng)通過(guò)采用打樁機(jī)完成成孔作業(yè)，之后將一定量的加固材料放入孔中并采用振動(dòng)棒將這些材料振搗均勻，從而有效提升軟土地基的整體穩(wěn)定性。應(yīng)用這一關(guān)鍵技術(shù)時(shí)，施工單位一定要考慮外界環(huán)境可能對(duì)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不良影響，避免沙土松散問(wèn)題，充分提升土層密實(shí)度。施工中可先將一定量的重物或砂石放入地基，以有利于提升軟土地基抗壓能力。

4.5 深層攪拌樁法

這種軟土地基處理技術(shù)施工效率和成本均較高，它是提升軟土地基整體承載力最有效的方法。施工中一定要嚴(yán)格遵循具體的工藝原理，選擇適宜的材料。通常情況下，施工單位可選擇水泥攪拌樁或水泥粉煤灰碎石樁，根據(jù)軟土地基的實(shí)際強(qiáng)化要求，準(zhǔn)確地計(jì)算出成樁的直徑和間距等參數(shù)以及不同材料的配合比，對(duì)水泥漿料進(jìn)行科學(xué)配比，充分保證成樁的實(shí)際質(zhì)量和承載能力。采用深層攪拌樁法對(duì)于提升軟土地基整體承載力是最有效果的。

5 結(jié)語(yǔ)

基于軟土地基的主要特點(diǎn)，本文探討了高速公路軟土地基處理中的常見(jiàn)問(wèn)題、軟土地基處理方法及關(guān)鍵技術(shù)。高速公路施工中的軟土地基處理是一項(xiàng)重要工作，在實(shí)際施工作業(yè)時(shí)要考慮外界因素的影響，選擇具有針對(duì)性的處理工藝和關(guān)鍵技術(shù)，切實(shí)提高路基硬度和強(qiáng)度，保證其與項(xiàng)目建設(shè)要求相符，確保高速公路整體質(zhì)量。