路橋設(shè)計(jì)中幾種常見的軟基處理方法

陳江龍

（中億通達(dá)設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，福建三明365000）

0 引言

為了順應(yīng)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，城市化建筑要求路橋設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。然而，路橋項(xiàng)目在使用過程中，軟基問題處理得好壞直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的使用壽命及后期的維護(hù)成本。處理好軟基問題可以大大提高地基的穩(wěn)定性，降低不均勻沉降給行車帶來的危害。本文結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)幾種常用的軟基處理技術(shù)展開討論。

1 軟基的工藝特色

首先，因?yàn)檐浲寥缹拥暮氏鄬?duì)較高，在施工過程中，可能有大量淤泥堆積的情況發(fā)生，導(dǎo)致?lián)p壞設(shè)備，甚至對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。其次，滲水能力有一定局限性，一方面，因?yàn)樗柡筒粫?huì)滲透到軟土層中，對(duì)軟土的凝結(jié)速度造成影響，使工程的進(jìn)展變慢，甚至出現(xiàn)排水管堵塞的問題；另一方面，滲透的水會(huì)影響軟土的面積，對(duì)上層建筑的穩(wěn)定性造成威脅。最后，由于軟土的壓縮能力，要優(yōu)先進(jìn)行軟土層的排水。由于對(duì)水的排放不可控，降低了地表的承受能力，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的坍塌。

2 軟基處理過程中易出現(xiàn)的問題

2.1 勘探的問題

在路橋設(shè)計(jì)之前，要做好勘探準(zhǔn)備工作。使用專業(yè)的工程勘測(cè)，對(duì)軟基處理的地點(diǎn)進(jìn)行地理特征的全面分析。如果施工人員沒有很好地研究軟基的地理特征，在實(shí)際的施工過程中，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。不僅會(huì)白白浪費(fèi)材料和時(shí)間，還會(huì)對(duì)路橋工程造成不可估量的損失。影響軟土的主要工程參數(shù)包括土的含水率、軟土顆粒的大小、滲透系數(shù)及壓縮模量、抗剪強(qiáng)度等。

2.2 軟基處理的問題

在整個(gè)軟基處理的過程中，要關(guān)注軟土層的狀況。為了從根本上解決問題，必須對(duì)軟土層進(jìn)行徹底和準(zhǔn)確的分析，這樣才有可能避免滑坡的出現(xiàn)。要有效利用合理的路橋設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，將安全事故降到最低。例如，在挑選填充材料時(shí)，應(yīng)確保填充物的質(zhì)量和填充技術(shù)的科學(xué)性。

2.3 排水的問題

因?yàn)榕潘窟^大造成地面下沉，甚至坍塌現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。地表的非均勻分布也導(dǎo)致了地層厚度承受力不同，這將對(duì)后期的處理造成一定的困難。

2.4 地表損傷的問題

在路橋設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮環(huán)境的因素，也缺乏環(huán)保的意識(shí)，這便會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生一定的損傷。路橋地表事故時(shí)常發(fā)生，處理起來難度也非常大。在軟基的處理時(shí)，應(yīng)該做一些預(yù)防方案。在出事故的時(shí)候，要及時(shí)結(jié)合預(yù)防方案進(jìn)行處理，節(jié)約時(shí)間，避免浪費(fèi)。

3 軟基處理的設(shè)計(jì)方法

因?yàn)榈鼗男再|(zhì)不同，軟基的處理會(huì)有不同的方法，本文以德化縣的瓷藝城橫一路軟基處理為例，討論幾種常用的軟基處理方案。

3.1 換填砂類土的處理方案

此方法適用于路基填方高度低于3m，土層的厚度在1.5m 以下的軟基路段。經(jīng)過勘測(cè)分析，在橫一路K0+160—K0+220 路段，沒有發(fā)現(xiàn)大面積的素填土層，主要是粉質(zhì)黏土的土質(zhì)，所以采用“全部換填砂類土+沖壓碾壓”的方案進(jìn)行處理[1]，如圖1所示。因?yàn)閾p傷較淺，所以在清理土層50cm 后，開始換填砂類土（注意換填砂類土要進(jìn)行分層鋪墊），再進(jìn)行沖壓碾壓[2]。橫一路K0+200—K0+320 和K0+580—K0+600的土層厚度高達(dá)4m，經(jīng)過實(shí)際分析后，采用“換填砂類土1.5m+沖壓碾壓”的方案進(jìn)行處理。因?yàn)閾p傷較嚴(yán)重，所以在處理的時(shí)候，要挖1.5m 的素填土，然后換填砂類土（注意處理范圍要按1∶2 的坡度挖成階梯狀，換填砂類土要進(jìn)行分層處理），再進(jìn)行沖壓碾壓。實(shí)施此方法時(shí)，首先要嚴(yán)格地篩選砂類土[3]，要求顆粒大小合適、滲水性能良好。在施工處理時(shí)，也要注意天氣的變化對(duì)換填階段的影響，后續(xù)的維護(hù)工作也很重要。

圖1 換填砂類土的處理方案

3.2 基底加強(qiáng)+換填砂類土（增加土工格柵）+沖擊碾壓的處理方案

對(duì)于某些松散的土質(zhì)，軟土層為3～10m，結(jié)合該工程地質(zhì)情況，建議應(yīng)用“開挖2.5m+基底加強(qiáng)+換填砂類土+沖擊碾壓”進(jìn)行處理。

其一，清除現(xiàn)狀松散土體，降低素填土層厚度，開挖地面線到513～519.5 標(biāo)高，分層回填砂類土。應(yīng)根據(jù)處理范圍按1∶2 坡度挖成階梯狀，每層階梯高為100cm，寬為200cm，臺(tái)階反向傾斜2%。對(duì)基地進(jìn)行加強(qiáng)，篩選大粒徑（不小于30cm）的石塊，通過機(jī)械滿夯擊入基底。在復(fù)壓后的基底上，分層回填壓實(shí)1.5m砂性土，然后進(jìn)行沖擊碾壓（沖擊碾壓標(biāo)準(zhǔn)詳見后述）。按照標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束沖擊后，應(yīng)對(duì)該作業(yè)面進(jìn)行壓實(shí)度（≥92%）和地基承載力（≥120kPa）試驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下一道工序。

其二，按“鋪一層雙向土工格柵+回填一層砂類土+振動(dòng)碾壓+回填一層砂類土+振動(dòng)碾壓”的方式向上填筑至路床頂面，分層厚度30cm，土工格柵每60cm設(shè)置一道。

其三，K0+620—K0+680 和K0+720—K0+780 路基右側(cè)邊坡坡腳較低，需設(shè)置一道5m 寬的反壓護(hù)道。

3.3 各類溝渠的處理方案

溝渠一般包括排水溝、邊溝、截水溝、急流槽等，由于軟基填挖會(huì)對(duì)這些溝渠造成一定的影響，在排水方面會(huì)出現(xiàn)很多的問題。在軟基處理時(shí)，要注意各類溝渠的排水能力，一般都以攔截、分散處理為主，防止過度沖刷導(dǎo)致軟基的二次損壞。例如，在K0+410—K0+690、K0+960—K1+115 路段的處理時(shí)，為解決排水問題，在挖方路段5m 外的兩側(cè)設(shè)計(jì)了邊溝等排水系統(tǒng)。對(duì)于盲溝的處理，需要實(shí)地測(cè)量軟土層厚度，用30～50cm 的石塊填充下部，然后鋪上10cm 的碎石外加一層土工布，接下來平鋪一層土石混合料，這樣便完成了盲溝的敷設(shè)。再加上日曬的作用，讓土體符合設(shè)計(jì)和施工的標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 其他的軟基處理方法

3.4.1 在土壤中加入混合添加劑

為了改變軟土的性質(zhì)，尤其是對(duì)于表層為黏性土質(zhì)的軟土，使用添加劑會(huì)更加便捷、有效地改變土體的強(qiáng)度和土質(zhì)的壓縮性。在一般情況下，運(yùn)用便宜又產(chǎn)量豐富的生石灰進(jìn)行處理，熟石灰也可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配制。生石灰與軟土合理的混合，不僅可以降低土壤里的水分，還可以改善黏性土的成分，從而讓處理的土體更加穩(wěn)定。

3.4.2 在土壤中加入石塊

根據(jù)軟基的實(shí)際情況，還可以使用石塊進(jìn)行處理。有的需要與其他的處理方法結(jié)合使用，有的為了去除水或淤泥，可以單獨(dú)填充使用。在結(jié)合其他方法時(shí)，要注意選擇最佳塊徑大小的石塊，一般是選用大于30cm 的石塊進(jìn)行下層的鋪墊，再進(jìn)行下一步的其他處理。在清除水或淤泥時(shí)，選擇20～50cm 堅(jiān)硬的石塊，進(jìn)行高于水面50cm 的拋填處理（如果水的深度較深，則要選擇分層處理，通常每層為50～80cm）。這時(shí)再使用輪式壓路機(jī)，進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)處理，如有需要還要在上面鋪一層土工格柵。此方法要特別注意壓實(shí)處理，確保壓實(shí)的效果和面積，增大路橋地基的承受荷載能力，延長路基的壽命。

3.4.3 土工格柵鋪墊的處理方法

土工格柵多用于填挖結(jié)合，也可用于鋪在軟土路基的底層。由于土工格柵的抗拉力強(qiáng)，為路基的鋪建提供了良好的基礎(chǔ)；由于土工格柵的網(wǎng)眼設(shè)計(jì)，對(duì)土的橫向移動(dòng)有一定的局限作用，可以提高地基的承載能力。在鋪設(shè)時(shí)，要注意土工格柵的完整和無錯(cuò)位搭建。在土工格柵的連接上，要選擇結(jié)實(shí)的U 型釘?shù)冗M(jìn)行無縫連接。鋪好后，禁止機(jī)械的碾壓。

3.5 橋頭兩側(cè)路基軟基的處理方法

橋的通道內(nèi)軟基的處理與路面的設(shè)計(jì)是類似的，在橋臺(tái)的前后都要進(jìn)行填土處理，在橋臺(tái)的背面，也要選擇滲水性良好的材料進(jìn)行處理。在人工構(gòu)造物的區(qū)域，還需要進(jìn)行相應(yīng)的超載預(yù)壓的處理，特別是橋頭兩側(cè)引道80～100m 也要進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)工作。所以，在施工期間要減小車流通行量，確保橋的通行質(zhì)量。這種方法因?yàn)槭┕ず?jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，備受各建設(shè)公司青睞。在橋頭路堤的處理時(shí)，常使用真空預(yù)壓法進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅大大節(jié)約了工程周期，還讓地基的承載力在短時(shí)間內(nèi)有質(zhì)的提升，但因?yàn)槌杀締栴}并不能用于整個(gè)工程的施工。

3.6 軟基處理中的注意事項(xiàng)

本文結(jié)合德化縣的瓷藝城橫一路現(xiàn)場(chǎng)軟基處理，對(duì)施工注意事項(xiàng)進(jìn)行討論。

采用雙輪自行式壓路機(jī)（三角形壓實(shí)輪，壓實(shí)功25kJ，V=12～15km/h）進(jìn)行沖擊碾壓。通過提高填料壓實(shí)度，減小壓縮變形的方式，達(dá)到降低回填路基工后沉降的目的。

3.6.1 在沖擊碾壓后，需要對(duì)作業(yè)面進(jìn)行壓實(shí)度（≥92%）和地基承載力特征值試驗(yàn)，并及時(shí)通知各方，檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下一道工序。

3.6.2 施工方式采用全斷面碾壓，由路肩向路基中心線方向碾壓。每碾壓5 遍后應(yīng)調(diào)整為反方向沖擊碾壓，沖擊碾壓的遍數(shù)為20 遍。

3.6.3 為保證沖擊碾壓的均勻性，遍與遍之間，縱、橫向錯(cuò)位控制在30～50cm。

3.6.4 雙輪沖擊壓路機(jī)的沖擊輪寬度為0.9m，兩輪隙寬度為1.16m，雙輪外邊緣的寬度為2.96m 時(shí)，沖碾1 次的計(jì)算碾壓寬度為2m，經(jīng)過一個(gè)輪寬碾壓，沖碾1 個(gè)來回后，計(jì)算碾壓寬度4m。按此方法，整個(gè)場(chǎng)地全部壓完1 次算1 遍。

3.6.5 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配有推土機(jī)或平地機(jī)，及時(shí)將沖擊造成的起伏整平。在碾壓過程中，若路基表面起伏過大，應(yīng)停止沖壓，整后再繼續(xù)施工。

3.6.6 中間驗(yàn)收：每隔50m，設(shè)置一個(gè)觀測(cè)斷面（每處觀測(cè)斷面按左、中、右設(shè)置不少于3 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，路基較寬段可適當(dāng)增加觀測(cè)點(diǎn)），施工中應(yīng)做好沉降量數(shù)據(jù)的觀測(cè)記錄，記錄沖擊前路基標(biāo)高、沖擊10、15、20 遍后的路基標(biāo)高。若每沖擊碾壓5 遍后，沉降量變化在3mm 以內(nèi)或總沉降量達(dá)到30mm 時(shí)，認(rèn)為沉降量已基本穩(wěn)定，可結(jié)束沖擊。

3.6.7 距構(gòu)造物的保護(hù)距離：橋梁、涵洞8m，地下管線5m。

3.6.8 在處理完成后，進(jìn)行下一道工序之前的空當(dāng)中，利用現(xiàn)場(chǎng)材料對(duì)該區(qū)域進(jìn)行堆載，以更好地減小工后沉降量。施工期間應(yīng)注意觀測(cè)沉降，如發(fā)生異常，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系設(shè)計(jì)單位進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，路橋設(shè)計(jì)的方法與質(zhì)量成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在路橋工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)中，存在的最大的問題便是軟土地基處理的問題。所以，建設(shè)單位要不斷提高自身的建設(shè)能力，著力攻克軟土地基處理這一重點(diǎn)問題。當(dāng)然，除了要優(yōu)化、創(chuàng)新軟土地基處理的方法，力求在處理前的路橋抗壓能力方面進(jìn)行超越，科學(xué)合理降低軟土的含水量，提升路橋的穩(wěn)定性和安全性；還要加大質(zhì)量監(jiān)察強(qiáng)度，建設(shè)相應(yīng)的監(jiān)察制度，杜絕偷工減料的情況發(fā)生，對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的處罰和批評(píng)。相信在多方面的努力下，軟土地基的處理在未來將不再是一個(gè)難題，路橋的質(zhì)量也會(huì)提高一個(gè)檔次，方便更多的車輛正常通行。