公路路基路面設計中的軟基處理方法探討

陳 杰

(中電建冀交高速公路投資發展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

公路工程的沿線較長，施工中常常會遇到軟土地基，由于軟弱土體的承載力不足，會對路基結構的穩定性造成影響。所以，在公路路基路面設計中，需要采用合理可行的方法，對軟基進行處理來提高地基土體的承載力，減小工后沉降，保證路基的穩定性，延長路面的使用年限。

1 工程概況

在國家2013—2030年路網規劃中，將天津至石家莊高速公路作為GO211聯絡線，該公路主要連接的城市為天津和石家莊。在京港澳高速公路與京滬高速公路之間，新增一條高速公路通道，走向為東西向，與唐津高速公路和石太高速公路相連通。本項目依據高速公路的標準進行建設，采用雙向六車道，設計時速為120 km/h，路基為整體式結構，寬度為33.5 m，由行車道、中央分隔帶、路緣帶、硬路肩以及土路肩等幾個部分組成。其中行車道與硬路肩的橫坡為2%，土路肩的橫坡為4%。在本項目中存在大量的不良地質，以軟土、軟弱土和鹽漬土為主。為提高地基的承載力，確保路基的整體穩定性，減小工后沉降，需要采取合理可行的方法和措施，對軟基進行處理。

2 公路路基路面設計中的軟基處理方法

2.1 軟基處理方案

根據本工程中軟基的具體分布情況，擬定多套處理方案，通過技術經濟性比選之后，最終決定采取如下方法對軟基進行處理：(1)在現場施工條件允許的情況下，優先選用強夯法對軟基進行處理；橋頭段可以采用CFG樁復合地基進行處理；(2)非滯洪區段可采用夯實水泥土樁進行處理；(3)小構造物可以采用水泥土攪拌樁進行處理；(4)對于作業空間受限的區段，可采用旋噴樁進行處理；(5)一般路基段，可采用排水預壓、堆載預壓或是水泥攪拌樁進行處理。

2.2 軟基處理的實施要點

2.2.1 強夯法

采用強夯法對公路軟基進行處理前，應當先進行試夯，通過試夯來確定該處理方法的適宜性，并對相關的夯擊參數進行確定。在對軟基和高填橋頭區段進行處理時，夯擊能可選擇2 500 kJ。如果采用滿夯，夯擊能可采用1 000 kJ。按照正方形對夯擊點進行布設，各點的間距控制在5.0 m左右，夯錘的直徑以2.0 m左右為宜，錘身重量≥20 t。強夯開始前，應當先進行試夯，借此對夯擊能、夯擊次數進行確定。若是路段的滲透性較差，施工人員可在強夯前先打設豎向排水體，如袋裝砂井。強夯施工的技術要點如下：

(1)強夯可以分三遍進行，第一遍和第二遍采用點夯的方法進行夯擊，按正三角形對夯擊點進行布設，第三遍時采用滿夯的方法進行夯擊，夯點搭接1/4。通過連續夯擊，對表層土進行加固。

(2)在第一遍和第二遍強夯時，夯擊次數以8次為宜，第三遍滿夯時，夯擊次數以2次為宜。強夯施工中，可以采用從內向外、隔行跳打的方法。需要注意的是，第一遍夯擊完畢后，應當間隔一定的時間，再進行第二遍夯擊，間隔時間可按照土質情況進行確定，如黏性土的間隔時間應≥21 d，粉性土的間隔時間≥7 d，若是滲透性較好的地基，間隔時間以3 d左右為宜[1]。

2.2.2 夯實水泥土樁

采用夯實水泥土樁對公路軟基進行處理時，可以按照正三角形對樁位進行布設，樁徑為400 mm，樁間距控制在1.2～1.5 m之間，橫向最外側的4排樁，可以采用變樁長設計。夯實水泥土樁的施工技術要點如下：

(1)在對水泥土樁進行夯實施工前，應當先對場地進行平整，并將地面上的雜物和障礙物全部清除干凈。按照設計要求，結合土質特點，對鉆孔機械進行選取。樁孔鉆好后，應當在填料前，將孔底夯實，可以采用分層夯填的方法，確保夯錘的落距與填料的厚度符合密實度的要求。

(2)施工中使用的填料不得含有凍土和膨脹土，有機質含量應當<5.0%，含水率應滿足最佳含水率的要求，最大允許偏差為±2%。鉆孔完畢應當進行質檢驗收，確認合格后，方可向孔內填入預先拌制好的水泥土，然后再進行分層夯實，直至設計標高[2]。如果在雨期進行施工，應當采取防雨措施，以免填料含水量過大，影響夯實質量。

2.2.3 水泥土攪拌樁

采用水泥土攪拌樁對公路軟基進行處理時，可將樁位按三角形進行布設，樁徑為500 mm，樁間距控制在1.2～1.5 m之間，水灰比為0.5。具體的施工技術要點如下：

(1)為確保水泥土攪拌樁的整體質量，施工中可以采用兩噴四攪的方法，并在正式開工前進行試樁，借此來確定關鍵參數。制備好的水泥漿液應當在規定的時間內用完，如果漿液出現離析應當廢棄。設置專人對泵送時間進行記錄，泵漿量及攪拌深度可由檢測儀器自動記錄。

(2)攪拌機的噴漿提升速度和次數應當與設計要求相符，停漿面應當略高于樁頂設計標高。對上層進行施工時，可以采用人工的方法，將設計樁頂標高以上的樁段全部挖除，保證樁頂面水平、完整[3]。

2.2.4 CFG樁

采用CFG樁對公路軟基進行處理時，可選用碎石作為骨料，并摻入適量的石屑對碎石間的空隙進行填塞密實，以此來達到良好的級配。石子的粒徑可控制在2.0～5.0 cm左右，石屑的粒徑≤2.0 cm[4]。CFG樁的施工技術要點如下：

(1)正式施工前，應當先進行試樁，數量≥5根，據此對施工參數進行確定。CFG樁的垂直度允許偏差為1%，不得超出。施工中使用的混合料應當嚴格按照實驗室給出的配合比進行拌制。

(2)當沉管達到設計深度后，應當及時進行投料。首次的投料量應使管內混合料面與投料口持平。在向上拔管時，如果發現料量不足，則應及時補充，樁頂的超灌高度≥50 cm。拔管的速度應控制在1.2～1.5 m/min，切不可在拔管時進行反插操作[5]。

(3)若是工程中設計的樁間距比較小，則可采用隔樁的順序進行施工。需要特別注意的是，如果在冬季進行CFG樁施工，必須保證混合料的入孔溫度>5 ℃，并對樁頭采取有效的保溫措施。

2.2.5 旋噴樁

在公路軟基處理中采用旋噴樁時，為提高成樁質量，可用單管法進行施工。按照正三角形對樁位進行布設，樁徑為600 mm，樁間距控制在1.2～1.5 m之間，水灰比為1.0。具體的施工技術要點如下：

(1)正式施工前，應對高壓噴射注漿的孔位進行復核，并按照土質情況、加固要求，通過試驗的方法，確定施工參數。

(2)當噴射孔達到設計標高后，便可進行漿液噴射，并在噴漿參數達到規定值后，按旋噴、定噴的工藝要求，對噴射管進行提升，自下向上噴射注漿，對于需要提高強度的部位，可進行復噴。

(3)高壓噴射結束后，應將噴射管及時拔出，為避免漿液凝固收縮，對樁頂高程造成影響，可采用二次注漿的措施。

2.2.6 排水及堆載預壓

在本工程中，厚度較大的軟土層可通過排水預壓的方法進行處理，預壓時間≥180 d。預壓過程中，可根據沉降觀測數據，對預壓時間進行調整。如果軟土層的厚度比較薄，則可采用堆載預壓的方法進行處理，借助路堤土的荷載作用進行預壓，時間≥180 d。同時，可在堆載預壓段設置厚度為50 cm的砂礫墊層。為確保預壓達到預期中的效果，應編制合理可行的施工方案，并對冬歇期加以充分利用，以免影響施工進度。

3 結語

綜上所述，在公路工程建設中，為確保路基結構的穩定性，需要采用合理可行的方法，對軟土地基進行處理，借此來提高地基的承載力，減小工后沉降。現階段，可用于軟基處理的方法相對較多，為達到最佳的處理效果，應當根據工程特點，并結合軟基的性質對處理方法進行選擇，這對于公路使用壽命的延長具有重要的現實意義。