趙正寬

(銅仁公路管理局工程處)

1 引 言

隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，交通量的不斷增長(zhǎng)和對(duì)公路通行能力、服務(wù)水平要求的越來(lái)越高，公路設(shè)計(jì)速度和相關(guān)線形指標(biāo)也隨著提高，從而出現(xiàn)部分路段經(jīng)過(guò)軟土等不良地質(zhì)區(qū)域成為不可避免的事情。所以就需要做好公路軟土路基的處理工作，確保公路工程建設(shè)的質(zhì)量，對(duì)公路軟基的處理要作為公路路基施工的重中之重，結(jié)合工程的實(shí)際情況，采取切實(shí)可行的措施，合理運(yùn)用不同的軟基處理方法。在近幾年公路工程軟土路基施工過(guò)程中各地總結(jié)了不少經(jīng)驗(yàn)和理論，本文主要針對(duì)軟土的特性來(lái)對(duì)軟土路基的處理措施展開(kāi)討論。

2 軟土的特性和對(duì)路基的不利影響

(1)相比較通常情況下土體的狀況，軟土路基中土的含水量一般較高，含水量能夠達(dá)到20%以上，要超出土的液限范圍，軟土的塑形指數(shù)主要集中地15 ～20 左右。

(2)軟弱土層的土體的孔隙率一般較高，過(guò)大的孔隙率影響到了土的壓縮特性和固結(jié)作用的發(fā)生過(guò)程，特別是部分過(guò)大的空隙較為孤立，直徑較大，雖然不會(huì)對(duì)土的滲透性造成較為明顯的影響，但是對(duì)圖的壓縮特性影響較為明顯，另外粒間空隙和粒內(nèi)大空隙由于群毆分布范圍較廣，容易形成聯(lián)通體系，對(duì)土體的空隙率、壓縮性和固結(jié)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生較為明顯的影響。

(3)軟土壓縮性性大，其壓縮性隨液限的增大而增大。

(4)軟土路基土的滲透系數(shù)較小，其發(fā)生固結(jié)作用的過(guò)程較為緩慢，即使時(shí)間一定的外部荷載，也難以在短期內(nèi)提高土體的強(qiáng)度。

(5)軟土的抗剪強(qiáng)度與排水條件兩者緊密聯(lián)系在一起，在外部荷載的作用之下，土體在一定條件下發(fā)生排水固結(jié)作用，其強(qiáng)度會(huì)隨著所施加的有效荷載的增加，如果在一定條件下，軟土沒(méi)有發(fā)生排水固結(jié)作用，土體的強(qiáng)度會(huì)隨著剪切變形的增大而減小，同時(shí)其強(qiáng)度也會(huì)隨著荷載的增大而增大。

(6)軟土在外部荷載不變的條件下，土體的變形隨時(shí)間而增加。

(7)軟土自身具有一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)，一旦其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，土體的強(qiáng)度就會(huì)明顯下降，嚴(yán)重的話會(huì)發(fā)生土體流動(dòng)。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，在不受外部荷載繼續(xù)作用的情況下其強(qiáng)度會(huì)有所恢復(fù)，但一般不能恢復(fù)到原來(lái)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

綜上所述，如果在路基施工過(guò)程中路基土為軟土，不做好軟基的處理會(huì)導(dǎo)致道路在使用過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的破壞。軟土的強(qiáng)度很低，承載力不足，承受荷載能力有限，軟土的壓縮性較高，對(duì)道路帶來(lái)的不均勻沉降也較為明顯的。路基沉降過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致路堤失穩(wěn)，路面開(kāi)裂;在橋頭位置處會(huì)產(chǎn)生橋頭錯(cuò)臺(tái)，也會(huì)引起涵管的彎曲和路基路面橫坡的變化，甚至造成道路的破壞。所以從高標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，嚴(yán)格的做好農(nóng)村公路軟土地基處理，已成為農(nóng)村公路建設(shè)中的重要組成部分。

3 軟基處理方式

3.1 水泥攪拌樁法

在公路施工中對(duì)軟土路基的處理中采用水泥攪拌樁主要是利用水泥的水化作用以及更土之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，從而形成具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的樁體，就能夠起到提高路基承載能力的作用，從而避免在道路通車后產(chǎn)生不均勻沉降，提高了路基的整體穩(wěn)定性。目前在公路軟土路基處理中主要采用的是干法和濕法兩種不同的水泥攪拌樁。干法主要是利用水泥粉來(lái)作為增強(qiáng)土體強(qiáng)度的固化劑，施工簡(jiǎn)單、方便，但是水泥粉的用量不宜控制。濕法施工工藝，其成樁的質(zhì)量能更為精確地控制，形成的樁體較為均勻，強(qiáng)度較高，同時(shí)濕法成樁的長(zhǎng)度相比干法也要長(zhǎng)，但是濕法施工中要嚴(yán)格控制水的用量。

3.2 換土墊層法

如果軟土地基的沖刷較小，其承載力和變形達(dá)不能滿足路基設(shè)計(jì)和絲攻的要求，同時(shí)路基土中軟土層厚度較薄時(shí)，可采用換土墊層法進(jìn)行這部分厚度較淺軟土層的處理，換土墊層法施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低。換土墊層法就是講軟土部分挖除，再換填工程特性良好的材料，常用的換填材料主要有砂石材料，換填材料的性能要保持穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等，換填之后要對(duì)換填料進(jìn)行分層壓實(shí)。進(jìn)行軟土換填要保證換填的厚度，從而保證足夠厚度的換填層能夠避免別發(fā)生剪切變形的軟土層破壞，從而保證路基的承載能力。針對(duì)不同的換填材料，其工程性質(zhì)有所不同，這也使得其應(yīng)力分布有所差異，但從其各自的承載能力來(lái)看，其極限承載力較為接近。

不透水基層材料直接與軟弱土層連接在一起時(shí)，軟弱地基中的水由于外部荷載的作用會(huì)出現(xiàn)繞不透水基層材料兩側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象，這種情況下在路基土的底部會(huì)導(dǎo)致固結(jié)作用的發(fā)生過(guò)程較為緩慢，同時(shí)也會(huì)致使土體內(nèi)部空隙水壓力的升高，嚴(yán)重的話會(huì)影響到路基的整體強(qiáng)度。進(jìn)一步一起路面整體結(jié)構(gòu)的塑性破壞還可能導(dǎo)致由于地基強(qiáng)度降低而產(chǎn)生塑性破壞的危險(xiǎn)，在軟弱路基土之下加設(shè)透水性能較好的砂墊層和砂石墊層等墊層材料，可以在軟弱土層收到外部荷載作用時(shí)，使得土體內(nèi)部中的水分通過(guò)墊層迅速排出路基工作范圍以外，孔隙水壓力得以迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和提高其強(qiáng)度，避免地基土塑性破壞。

3.3 土工合成材料加筋

土工合成材料加筋在公路軟基處理中的主要功能是結(jié)合其他軟基處理工藝來(lái)共同提高路基的穩(wěn)定性，能夠有效的減小路基沉降，土工合成材料在軟土地基中是通過(guò)給土體加筋的方式來(lái)提高土體的抗拉強(qiáng)度。設(shè)置在軟土地基中的土工合成材料利用自身優(yōu)越的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能能夠有效的將路面荷載傳遞到基層的部分進(jìn)行均勻分散，從而是地基受力更加均勻，防止局部荷載集中導(dǎo)致路基破壞。土工合成材料的造價(jià)低和技術(shù)含量相對(duì)較低，能夠廣泛應(yīng)用與農(nóng)村公路中軟土地基的處理。在實(shí)際使用過(guò)程中要注意結(jié)合其他軟土地基處理方式共同使用，同時(shí)也要控制好土工合成材料使用的深度、位置。

3.4 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法主要是利用土體自身的重量，同時(shí)結(jié)合土基或者損失沉井、沙井等排水設(shè)施，通過(guò)逐級(jí)加載的方式，使得路基土中的水分通過(guò)空隙會(huì)排水設(shè)施排出，從而土體逐漸固結(jié)，并發(fā)生沉降，最終達(dá)到提高路基承載力的目的。采用排水固結(jié)法處理農(nóng)村公路施工中的軟土地基問(wèn)題要遵循的一個(gè)主要原則是在鋪筑上面層之前路基的整體沉降要趨于完成或部分完成，這有利于保證公路待通車后不會(huì)產(chǎn)生不均勻性沉降。另外要注意的一個(gè)問(wèn)題是由于公路表現(xiàn)為帶狀結(jié)構(gòu)，所以其在橫斷面方向上所受到了外部應(yīng)力較小，這也是控制路基不均勻沉降采取措施時(shí)一個(gè)需要注意的問(wèn)題。

排水設(shè)施和加壓設(shè)施是構(gòu)成固結(jié)排水的兩個(gè)主要組成部分，常用的排水設(shè)施主要有諸如沙井、塑料排水板等的豎向排水設(shè)施和水平排水設(shè)施。加壓設(shè)施可以采用真空法、堆載法和降低地下水位法等。在固結(jié)排水的過(guò)程中要建立完善的排水系統(tǒng)，增加土體內(nèi)部水分排出的途徑，縮短排水的距離，提高排水的效率。加壓設(shè)施的主要作用是利用外部荷載增加路基土收到的固結(jié)壓力從而加速路基土固結(jié)作用的發(fā)生。

4 結(jié) 語(yǔ)

軟土路基的承載能力是關(guān)系到了路基施工質(zhì)量的好壞，也是保證公路施工完成之后能否高效、安全利用的關(guān)鍵。所以在軟基處理過(guò)程中，要結(jié)合工程的實(shí)際情況，不斷總結(jié)相關(guān)軟基處理的成功經(jīng)驗(yàn)，積極推動(dòng)新技術(shù)、新工法的應(yīng)用，從而不斷推動(dòng)軟基處理技術(shù)的進(jìn)步。

［1］胡海濤，天津輕軌車輛段軟土地基處理技術(shù)及其應(yīng)用［D］.成都:西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文，2002.

［2］謝先康，等.G20 常德繞城線軟土路基處理［D］.湖南:湖南交通科技，2004.

［3］李強(qiáng).河灘相軟土地基處理研究［D］.中外公路，2005.