綜合處理軟土方法在特殊路基設(shè)計中的應(yīng)用

孟金磊

（中交遠洲交通科技集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

當前的公路施工中，經(jīng)常會出現(xiàn)軟基問題且軟基情況極其復(fù)雜。因此，在公路路基建設(shè)階段，施工單位需結(jié)合工程地的地質(zhì)情況，綜合設(shè)計軟基的處理方案，并根據(jù)方案設(shè)計的處理方法開展處理工作，以保證路基的承載能力達到預(yù)期設(shè)計效果。

1 工程概況

某公路工程位于我國平原地帶，工程屬于我國南北干線的核心組成部分，該公路施工場地周圍地形條件極其復(fù)雜，包括農(nóng)田、河流、黃土區(qū)等，經(jīng)前期勘察得知工程多路段路基區(qū)域軟基問題普遍存在，最深的軟基深度可達18.6m 且軟基情況十分復(fù)雜，包括濕陷性黃土、淤泥土、淤泥質(zhì)黏土等，為確保軟基的處理效果，決定采取綜合軟基處理方法開展設(shè)計與施工。

2 特殊路基設(shè)計中綜合處理軟土方法

2.1 特殊路基中軟基處理設(shè)計

2.1.1 設(shè)計目的

軟基的存在對路基施工存在巨大的影響。首先，軟基本身的承載力較弱，難以滿足路基的基本建設(shè)要求；其次，軟基含水量直接影響路基填料的性能，從而引發(fā)沉降問題。因此，通過對本工程軟基處理方案的設(shè)計，可以實現(xiàn)對特殊路基的有效處理，增加路基本身的強度與承載能力，同時還能避免路基施工完成后因地基承載力不足而出現(xiàn)沉降問題，從而達到延長公路使用壽命，保護行車安全的目的。

2.1.2 設(shè)計原則

本工程特殊路基軟基處理設(shè)計中應(yīng)遵循2種基本原則，即針對性原則與經(jīng)濟性原則。其中針對性原則是指對不同的軟基情況針對性地采取處理方案，要求施工前先組織人員對場地的軟基情況全面了解，然后針對性地采取措施，如濕陷性黃土可采取強夯法處理，軟基深度在12m以上的可采取高壓旋噴樁方法等；經(jīng)濟性原則是指在軟基設(shè)計過程中應(yīng)合理地控制施工成本，如可采取強夯法處理的軟基問題，盡量避免采用換填法，原因是換填法成本過高，不利于企業(yè)控制經(jīng)濟成本[1]。

2.1.3 設(shè)計要點

（1）通過本工程軟基區(qū)域的勘查得知，當前公路路基存在的軟基情況主要分為3 種，分別為淤泥質(zhì)軟土、濕陷性黃土以及由淤泥和亞黏土組成的軟土層。其中，淤泥質(zhì)軟土主要存在于地勢較低的路基段，由于地表水的匯集與地下水的干擾，導(dǎo)致土層中含水量增加進而形成淤泥質(zhì)軟基，其最深可達6m，濕陷性黃土主要是土層在自重力及土層上方附加作用力的共同作用下，導(dǎo)致浸水后的地基結(jié)構(gòu)遭受破壞從而形成的軟基區(qū)域，其軟基深度在4～7m，淤泥質(zhì)亞黏土主要是黏性土與淤泥土的相互混合形成的軟基區(qū)域，此類軟基問題深度較大且范圍較廣，最深可達18.6m。

（2）對于存在的3 種軟基問題，在實際設(shè)計處理方案時需分別采取處理方法，針對濕陷性黃土的軟基段統(tǒng)一采用強夯法處理，以增加土體的承載力；針對淤泥質(zhì)軟基區(qū)域采用換填法和拋石擠淤法處理，軟基深度淺且范圍小的采用換填法，其余的采用拋石擠淤法；針對淤泥質(zhì)亞黏土軟基采取碎石樁、高壓旋噴樁以及加筋處理法，深度較淺的加筋處理，深度在6～12m 的采取碎石樁法處理，深度在12m以上的采取高壓旋噴樁法處理[2]。

2.2 特殊路基中軟基處理方法

2.2.1 強夯法

（1）強夯法施工是一種快速有效的軟基處理方法，主要采用強夯錘與吊機完成，其施工原理是通過吊機將強夯錘起吊至一定的高度，然后松開強夯錘，使其從高位落下夯擊地面，由于夯錘具有一定的重量，下落過程中會積攢大量的沖擊能，作用于軟基地面可將軟基壓縮，使軟基土體之間的密實性增加，強夯施工中軟基中的水分會順著夯擊點提前布置好的排水通道排出軟基內(nèi)部，強夯完成后軟基土體會迅速固結(jié)，以提升自身的強度與承載力，采取強夯法施工時強夯錘的沖擊能大小可使得孔隙水的壓力與土體自重壓力一致即可。

（2）本工程采取強夯法施工主要用于處理濕陷性黃土軟基問題，施工前應(yīng)合理布設(shè)夯擊點，并根據(jù)夯擊深度確定夯擊錘的夯擊能，濕陷性黃土軟基深度位于4～7m，夯錘的夯擊能宜控制在1 500～3 000kN?m，施工時選擇的夯錘重量為15t，強夯中先利用起吊設(shè)備將夯錘吊起，再自由落體夯擊地面，以有效加固軟基區(qū)域[3]。

（3）由于強夯施工危險性及施工噪聲較大，施工單位施工前需檢查場地周圍及地下是否存在管線和構(gòu)筑物，如有必要將可能造成影響的構(gòu)筑物遷移，或采取必要的保護措施，以避免遭受損壞；其次強夯施工的時間要提前告知周圍居民，避免噪聲影響，施工過程中所有人員遠離夯錘的夯擊區(qū)域并佩戴安全防護工具。

2.2.2 換填法

（1）換填法軟基處理主要是利用高強度的合格材料將軟基中的淤泥土全部換填，換填后再利用機械碾壓密實使其承載力滿足設(shè)計要求。采用換填法施工最大的優(yōu)點是可以直接根除軟基問題，存在的淤泥可以全部換填，同時換填法施工速度快、效果好，換填后的軟基區(qū)域不會再出現(xiàn)沉降問題，地基強度以承載力均可以滿足要求，但采用換填法施工時，施工單位需要合理控制施工成本，若場地周圍存在滿足要求的填料應(yīng)優(yōu)先使用此填料。

（2）本工程換填法軟基處理主要應(yīng)用于淤泥土層范圍小，且深度較淺的區(qū)域，施工前先對設(shè)計的施工圖紙進行審核，然后開展測量放樣作業(yè)，明確換填的起點及兩側(cè)的邊線，并利用成樁的方式標記出來，放樣的位置與施工圖紙保持一致，待放樣結(jié)束后利用推土機和人工開挖的方式將軟基土全部挖出，開挖時得到的淤泥土全部堆放至設(shè)計位置統(tǒng)一處理，開挖至底層3～5cm 位置時停止開挖，預(yù)留一定土層以保證原地基下方土層不會遭受開挖的侵擾，開挖完成后檢查開挖范圍及深度，無誤后回填合格的填料[4]。

（3）填料回填施工采取分段、分層回填壓實的方法，回填的填料由運輸車運送至施工場地，并卸料至放樣的位置，然后采用推土機推開整平，回填施工時兩個作業(yè)段可同時回填作業(yè)，但兩段之間的距離需控制在2m 以上，每層回填后利用小型碾壓機械壓實，針對局部填筑不平整或碾壓不到位的位置人工處理，待填料全部回填完成后，其填筑高度需與原地面高度保持一致，且承載力應(yīng)滿足施工要求。

2.2.3 高壓旋噴樁法

（1）高壓旋噴樁法處理軟土地基主要是利用鉆機鉆孔，并將帶有噴嘴的注漿管下放至設(shè)計的位置，然后通過旋轉(zhuǎn)噴射的方式向軟基中注入漿液，注漿完成經(jīng)過一定的周期養(yǎng)護后，軟基內(nèi)的漿液會發(fā)生凝固，從而在軟基內(nèi)部形成圓柱形的固結(jié)體，此固結(jié)體就是旋噴樁。高壓旋噴樁處理完成后，軟基區(qū)域會形成復(fù)合地基，地基的承載力、強度均可以滿足路基施工的要求，同時地基的抗?jié)B能力也會明顯提高，以避免再次遭受水分的侵擾，采用該方法可處理各種軟基問題，且具有處理深度大，施工方便的特點[5]。

（2）本工程采取高壓旋噴樁主要處理軟基深度在12m 以上的軟基區(qū)域，施工前先要開展測量放樣作業(yè)，放樣內(nèi)容主要包括成樁的位置、尺寸、深度、鉆機的安裝位置等，放樣結(jié)束后根據(jù)放樣結(jié)果安裝鉆機并制備水泥漿，鉆機安裝位置的偏差宜控制在1cm以內(nèi)，鉆孔時先緩慢向下鉆進，待鉆進至穩(wěn)定層后再逐步增加鉆進速度，鉆進時鉆桿上設(shè)置有注漿管，待鉆進至設(shè)計深度后開始邊提升導(dǎo)管邊注漿。

（3）旋噴樁注漿的壓力應(yīng)合理控制，采用大注漿壓力注漿時不得對周圍土體造成破壞，同時注漿過程中安排專業(yè)人員負責記錄并監(jiān)測旋噴時間、注漿量、注漿壓力、冒漿情況等，如發(fā)生問題，需第一時間停止注漿作業(yè)并及時查明原因，待注漿完成后，養(yǎng)護7d左右檢測軟基的強度與承載力，滿足要求即視為施工合格。

2.2.4 碎石樁法

碎石樁軟基處理技術(shù)與高壓旋噴樁法類似，也屬于復(fù)合地基的一種，其加固原理是利用鉆機鉆孔，成孔后向孔內(nèi)填筑碎石材料，通過樁與樁之間相互的擠密作用，使軟基土體的密實度增加，并將軟基中的水分通過碎石材料排出地基內(nèi)部，以達到要求的效果。本工程采用碎石樁技術(shù)主要用于處理軟基深度在6～12m 的區(qū)域，該方法施工前先選擇其中5 根開展試樁作業(yè)，試樁過程中詳細記錄施工中的相關(guān)參數(shù)及要求，試樁完成后檢查處理效果，若滿足軟基處理要求即根據(jù)試樁中的參數(shù)開展軟基處理作業(yè)，若不滿足要求則繼續(xù)修改施工方案，直至試樁合格為止，待合格后再按照試樁參數(shù)施工[6]。

2.2.5 加筋處理法

（1）加筋處理法主要分為2 種方式，分別為加土工織物處理和加筋土處理。其中加土工織物處理時主要是將高強度的土工織物與砂墊層一起設(shè)置于軟基表面，從而實現(xiàn)增加軟基承載能力的目的，該方法具有良好的柔性基礎(chǔ)，可以有效地避免路基沉降問題的發(fā)生；加筋土處理是指將加筋擋墻以及其他材料設(shè)置于軟基土體中，從而對軟基結(jié)構(gòu)實現(xiàn)強化，提升軟基的承載能力，使用的添加材料主要包括不需要合成的天然材料、強度較大的金屬材料、抗腐蝕的化工合成材料以及不銹鋼材料等4 種，常用的材料為后3 種，通過加筋處理后的軟基區(qū)域，承載力及強度會明顯提升，且施工速度快，適用于軟基較淺的區(qū)域。

（2）本工程加筋法處理主要用于深度較淺的淤泥亞黏土區(qū)域，采用的處理方法結(jié)合2種處理方式綜合開展，其中在加筋土法施工中，施工單位需結(jié)合實際情況合理設(shè)置加筋擋墻的長度及深度，施工時可保留2m的反包長[7]；在土工格柵施工中，先要選擇合理的土工格柵材料，材料的強度、承載力需滿足施工要求，同時應(yīng)具備一定的彈性，鋪設(shè)前先在軟基上方鋪設(shè)砂墊層，其厚度在10～15cm，然后在砂墊層上方鋪設(shè)土工格柵，其鋪設(shè)寬度需根據(jù)軟基的范圍合理鋪設(shè)，確保所有的軟基全部覆蓋即可，鋪設(shè)完成后土工格柵不得出現(xiàn)重疊或扭曲，避免出現(xiàn)變形問題，以保證土工格柵的整體性，保證其使用性能。

2.2.6 拋石擠淤法

拋石擠淤法主要是向淤泥土層的軟基中拋射石頭，使軟基中的淤泥全部向兩側(cè)擠壓，以增加軟基的密實度與承載力。本工程拋石擠淤法主要應(yīng)用于軟基深度較大的淤泥土軟基中，拋石施工時先沿著軟基中間位置向前方拋擲，然后逐步向兩側(cè)擴展，從而使淤泥土向兩側(cè)擠壓，拋石過程中軟基底部會逐漸形成固定的三角結(jié)構(gòu)，從而使軟基內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，拋石過程中先利用大型的石塊拋擲，待底層處理完成后，再降低石塊的粒徑大小，以保持表面的平整，全部拋石處理后利用碾壓機械壓實。

2.3 注意事項

由于本工程軟基情況較為復(fù)雜，不同區(qū)域的軟基土質(zhì)特點均不相同，因此，在軟基處理工作中施工單位首先應(yīng)注意詳細掌握軟基的基本特點，并結(jié)合路基的施工要求合理選擇軟基處理方法；其次，軟基施工過程中，針對承載力過低無法滿足施工機械入場的區(qū)域，施工前應(yīng)合理設(shè)置施工便道，保證機械的入場安全；最后，軟基處理完成后要對軟基整體的沉降量加以控制，不得超過設(shè)計標準。

3 結(jié)語

在路基施工中軟基問題對其施工質(zhì)量有巨大的影響，若施工單位不能合理處治，則直接影響公路的建設(shè)質(zhì)量與使用安全。因此，針對特殊路基的軟基問題，施工單位應(yīng)采取綜合處理的方法，不同的軟基問題選擇針對性的處理方法，以保證軟基處理的效果，保證公路的建設(shè)質(zhì)量。