公路設計中軟土的處理策略初探

劉曉東

(山西誠達公路勘察設計有限公司，山西 太原 030000)

1 淺層軟土處理

1.1 挖除換填

挖除換填指的是利用人工或利用機械把基礎底部存在的軟弱土體挖除干凈，然后按照分層的原則使用強度高且透水的材料進行填筑，再按照要求做好夯實處理，保證地基的強度與設計和規范的要求完全相符。該方法主要優勢為直觀和高效，不會留下隱患，施工基本不受工期等因素的限制，但也存在處理深度相對較淺的缺點，如果處理深度達到3 m以上，不僅費用很高，而且還會帶來棄土方面的問題。

1.2 強夯置換

若軟土的埋深為3～6 m，無法使用換填方法處理，則可采用該方法來處理。該方法雖然不適合在淤泥與淤泥質土中使用，但當淤泥層厚度并不大時，可以在拋填之后將其夯實，促使較大的石塊到達硬土層，并將淤泥擠出。一般強夯3遍，第1和第2遍強夯為點夯，夯點之間的距離為2.5 m，完成點夯后對夯坑進行回填；第3遍則為滿夯，使每個錘印相接。

2 較深的濕軟地基路段處理

(1)按照一定程序分別拋入和填筑毛石及片石，拋填時使用的石塊，不僅要堅硬，而且還要有適當棱角，另外還不能容易風化，實際強度符合規定，粒徑應達到30 cm以上，粒徑在30 cm以內的部分，其含量應控制在20%以內，而粒徑超過50 cm的片石比例不能小于30%。

(2)石塊的拋填不可混亂，采用人工進行配合，秉承一定規律，遵循規范的要求，減小相鄰石塊間間隙，保持緊密，若有淤泥被擠出，應盡快將其清除干凈。

(3)以拋石層的實際情況為依據，若壓路機可以進入，則可用壓路機進行碾壓，以石塊停止下沉為完成碾壓完成的標準。

(4)當地下水位相對較高時，需在拋石頂部水位上層填筑厚度為30 cm的中粗砂，將其作為找平層，同時將其碾壓密實。

(5)在找平層的表面填筑不透水材料，使路基填土表面保持干燥。

3 排水固結堆載預壓

該方法是排水固結與堆載預壓兩種方法的結合，通過插入塑料排水板或施工袋裝砂井形成豎向排水體，這是現在應用較為廣泛的一種方法。其原理為對軟土排水條件進行改善，然后通過逐級填筑與預壓，使地基達到固結狀態，完成沉降，提高土體自身強度，增加承載力，避免工后沉降的發生。該方法最大的缺點在于需要較長時間才能達到固結狀態，一般預壓期要達到180～360 d。

目前，該方法的豎向排水體主要有良好，即塑料排水板與袋裝砂井，其中，塑料排水板主要優點為工藝簡單、施工速度快和排水效果良好，缺點為對材料質量有很高的要求，排水效果直接受材料質量影響；袋裝砂井主要優點為排水效果良好而且能提供承重作用，但施工工藝復雜，成型速度慢，造價偏高。可見，從施工難易程度、造價等方面講，應優先考慮塑料排水板。

當采用塑料排水板時，應注意以下設計要點：塑料排水板之間的距離按1.4 m控制，按正三角形進行布置，在路基底部整個斷面鋪設一層厚度為50 cm的中、粗砂，將其作為墊層。排水板應使用成品，質量滿足下列要求，當處理深度小于15 m時，應使用B型板。

(1)復合體：①厚度：B型板為4±0.2 mm，C型板4.5±0.2 mm；②寬度：150±2 mm；③米數：250±1 m/卷；④抗拉強度：B型板不小于2.5 kN/10 cm，C型板不小于3.0 kN/10 cm；⑤縱向通水量：B型板不小于65 cm3/s，C型板不小于85 cm3/s。

(2)濾膜：①重量(干態)：不小于110 g/m2；②抗拉強度：縱向干態不小于45 N/cm，橫向濕態不小于50 N/cm；③梯形撕裂：縱向強度不低于110 N，橫向強度不低于120 N；④濕態斷裂延伸率：不小于20%；⑤滲透系數：不小于5×10-3cm/s；⑥CBR頂破強度：不小于900 N；⑦有效孔徑：為80～120 μm。

4 復合地基

(1)擠密碎石樁屬散體樁，加固原理為擠密/排水固結，主要機械為振動沉管打樁機，樁距為樁徑的2～3倍，常用范圍包括液化路基、低填方橋頭和結構物路基，單樁承載力較低，成型后承載力提升幅度較小。

(2)水泥攪拌樁屬半剛性樁，加固原理為復合地基，主要機械為水泥攪拌機，樁距為樁徑的2.0～3.5倍，常用范圍包括低填方橋頭和結構物路基，單樁承載力較低，成型后承載力提升幅度較小。

(3)CFG樁屬半剛性樁，加固原理為擠密、復合地基與襯墊層，主要機械為振動沉管打樁機，也可使用長螺旋鉆，樁距為樁徑的3.5～6.0倍，常用范圍包括高填方橋頭和結構物路基，單樁承載力較高，成型后承載力提升幅度較高。

(4)旋噴樁屬半剛性樁，加固原理為復合地基與襯墊層，主要機械為旋噴機，樁距為樁徑的3.0～4.5倍，常用范圍為場地條件有一定限制的地段，單樁承載力較高，成型后承載力提升幅度較高。

(5)預制管樁屬剛性樁，加固原理為復合地基與襯墊層，主要機械為靜力壓樁機，樁距為樁徑的5～8倍，常用范圍為深厚軟基高填方橋頭路基，單樁承載力高，成型后承載力提升幅度高。

5 液化路段處理

土體液化指的是地震導致飽和砂土或粉土趨于密實，使孔隙水壓力大幅增加，這種孔隙水壓力來不及消散會使有效應力減小，若有效應力全部消失，則砂土顆粒局部或全部將處在懸浮的狀態，抗剪強度為零，形成“液體”的現象。對于液化特殊路段，對它實施的加固處理要綜合分析下列幾個因素：工程重要性、發生震害后帶來的各類不利影響、是否容易修復。具體要參考地勘報告，科學劃分整個特殊路段，再結合工程各項性質，編制科學合理的處理方案。

6 路基下沉處理

(1)當原地面時軟弱土層且路堤高度不大時，將軟弱土層挖除并換填良好填料，按照原高度填平并夯實；當路堤高度較大時，采用石灰樁、打砂樁與木樁等方法處治。

(2)使用有良好滲水性的填料，不可使用帶有草木根系的土與腐殖土，在鋪筑過程中應做到分層填筑和夯實，同時避免地表水上的排向路基。

(3)由于填料或鋪筑方法不當導致的沉陷，先將原填料清除，然后按照規定重新進行鋪筑與壓實，并做好清溝瀝水，降低地下水位。

(4)對于填石路堤，應按照從下到上的順序填筑，先填大塊再填小塊，然后用石渣或石屑與天然砂礫進行填縫。

7 結 語

綜上所述，軟土不具工程性質，在公路建設中應根據軟土類型及埋深，結合現有施工條件，采取適宜的方法進行加固處理。以上提出了當前常用的軟基處理方法，旨在為公路設計中軟土處理方法的確定提供參考依據，保證所用處理方法的合理性與可靠性。