紀(jì)林海

（招遠(yuǎn)市地方公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心，山東招遠(yuǎn) 265400）

0 引言

隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，對于公路施工中軟基處理技術(shù)的要求也越來越高。公路工程施工中，軟基處理技術(shù)是其關(guān)鍵部分，因此對公路工程施工中的軟基處理技術(shù)進(jìn)行分析具有重要的意義。軟基處理技術(shù)包括很多，如排水固結(jié)法、高壓噴射注漿法、強(qiáng)夯法和拋石擠淤法等，每種方法的應(yīng)用能夠起到不同的加固效果。本文通過分析對比各類軟基處理技術(shù)，希望在今后的應(yīng)用中能夠有效地提高公路路基的穩(wěn)定性和承載能力，延長公路的使用壽命，減少后期維修費(fèi)用。

1 換填法的適用范圍和優(yōu)點(diǎn)

這種方法適用于較淺層的軟弱地基，其原理是通過在路堤下方挖設(shè)足夠深度的換填土溝，并在挖出的土溝上填土、夯實(shí)、鋪筑路面。換填法施工所使用的材料有多種，主要包括片石、塊石和其他碎石等。其中，片石可以選擇片石粒徑為3～10cm 的花崗巖、片石粒徑為2～5cm 的石灰?guī)r，塊石可以選擇碎石、礫石和卵石等，這些材料都具有良好的透水性，同時(shí)也具有良好的承載能力。在進(jìn)行換填法施工時(shí)，首先應(yīng)將路堤下軟弱土層清除干凈，然后將天然級配良好的碎石、礫石、石灰?guī)r和片石等材料均勻地鋪填在路基底部，并通過碾壓來提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在進(jìn)行換填施工時(shí)，應(yīng)合理安排施工順序，從路堤坡腳向上逐層填筑材料，并完成整條路基的施工。

由于換填施工時(shí)所挖開的土溝一般是比較淺的，因此對于較淺層軟弱地基來說，換填法的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在施工難度較小，且施工比較簡單且方便，同時(shí)也能取得良好的效果。

2 排水固結(jié)法的具體施工方法及效果

排水固結(jié)法是指在公路路基施工中，通過在軟土層中埋設(shè)排水系統(tǒng)，并借助地基自身的滲透、排水等作用，將路基內(nèi)部的孔隙水排出，從而使地基土的強(qiáng)度得到提升。排水固結(jié)法的主要原理是通過加快路基施工中軟土層的固結(jié)速率，降低地基土的壓縮變形量。

排水固結(jié)法適用于含水量較高、壓縮性較大、強(qiáng)度較低的軟基，其加固效果取決于施工工藝和施工設(shè)備。排水固結(jié)法一般可分為兩類：一是真空預(yù)壓法；二是豎向排水體加載預(yù)壓法。

2.1 真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法是在軟土層中設(shè)置豎向排水體，并利用豎向排水體形成的真空系統(tǒng)進(jìn)行抽氣，從而使軟基中的孔隙水加速排出，以此降低軟基的壓縮變形量。該方法施工簡單、造價(jià)低、效果好，適用于含水量較高、壓縮性較大、強(qiáng)度較低的軟基處理。

預(yù)壓前期，在軟土層中埋設(shè)豎向排水體，并利用真空泵抽氣進(jìn)行加固，使軟土地基內(nèi)部形成負(fù)壓環(huán)境，并通過抽真空產(chǎn)生的負(fù)壓差對軟土層進(jìn)行固結(jié)。預(yù)壓期間，應(yīng)通過鋪設(shè)砂墊層、鋪設(shè)塑料排水板等方式對地基進(jìn)行加固。此方法可以在土層中形成封閉的排水系統(tǒng)，降低地下水對軟土地基的影響，通過在砂墊層中鋪設(shè)塑料排水板，可有效避免軟土地基表面的過大沉降。預(yù)壓后期，利用真空泵抽氣，對軟土地基中的孔隙水進(jìn)行排水，使土體內(nèi)部的孔隙水壓力得到釋放，從而降低地基的壓縮性[1]。

2.2 豎向排水體加載預(yù)壓法

豎向排水體加載預(yù)壓法是指在公路路基施工中，采用豎向排水系統(tǒng)，并利用豎向排水設(shè)備對地基進(jìn)行加固，以此使地基的含水率得到改善。該方法主要分為兩個階段：第一階段是在公路路基施工前，在軟土層中埋設(shè)豎向排水體，利用豎向排水設(shè)備將地基土中的孔隙水排出；第二階段是在公路路基施工后，在軟土層中埋設(shè)豎向排水體，利用豎向排水體將地基中的孔隙水排出。

豎向排水體是路基施工的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)要求為主要排水體具有足夠的強(qiáng)度，能夠滿足施工要求，便于施工操作并與地基緊密接觸。豎向排水體的埋設(shè)方式通常有兩種：一種是在軟土中直接埋設(shè)排水體；另一種是先將軟土挖除，再埋設(shè)排水體。這兩種方式各有優(yōu)劣，前者的加固效果較好，但施工周期較長；后者的施工速度較快，但加固效果不如前者。

3 粉噴樁技術(shù)的施工方法和加固效果分析

粉噴樁是利用水泥等粉狀材料作為固化劑，通過專用設(shè)備，在地基中就地將軟土和固化劑（通常為水泥）強(qiáng)制拌和，以此使軟土和固化劑在一定條件下生成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的水泥土加固體。粉噴樁可以有效地加固軟弱地基，提高地基承載力。粉噴樁的適用范圍很廣，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、黏土和一般黏性土等。由于其具有施工機(jī)械簡單、施工工藝簡單、工期短等特點(diǎn)，因此在公路工程軟基處理中應(yīng)用得越來越廣泛。但粉噴樁施工也存在一些問題：其一，粉噴樁施工對地基土體擾動較大，容易造成地基土體結(jié)構(gòu)破壞；其二，粉噴樁樁身強(qiáng)度不足；其三，施工過程中可能出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象；其四，粉噴樁在軟土地基處理中的加固效果受到多種因素的影響[2]。

3.1 粉噴樁施工技術(shù)

粉噴樁施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括：第一，鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)確定樁位，并嚴(yán)格控制鉆機(jī)就位和鉆孔的垂直度；第二，鉆機(jī)鉆進(jìn)；第三，噴射提升，應(yīng)邊噴粉邊攪拌，嚴(yán)格控制噴粉和噴氣時(shí)間；第四，停噴、復(fù)攪，并重復(fù)噴射提升與攪拌。粉噴樁施工的基本流程為：準(zhǔn)備工作—鉆機(jī)就位、鉆進(jìn)—鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度—噴粉、提升、復(fù)攪—停粉、提升。

3.2 加固效果分析

根據(jù)以上分析，在設(shè)計(jì)粉噴樁加固公路軟基時(shí)，需要對地基進(jìn)行全面檢測，檢測內(nèi)容包括：第一，粉噴樁加固地基后的強(qiáng)度；第二，粉噴樁加固地基后的沉降；第三，粉噴樁樁身的質(zhì)量；第四，粉噴樁加固地基后的荷載傳遞性能[3]。

對于加固效果的分析，可以通過以下幾種方法：第一，現(xiàn)場載荷試驗(yàn)；第二，現(xiàn)場沉降觀測；第三，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（擊數(shù)）；第四，室內(nèi)土工試驗(yàn)；第五，樁體強(qiáng)度檢測。以上方法是對粉噴樁加固公路軟基效果進(jìn)行綜合評價(jià)的主要方法。

在粉噴樁加固軟基中，應(yīng)采用多種方法綜合評價(jià)，以便對軟基處理方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.3 粉噴樁的局限性

粉噴樁在處理軟基的過程中，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、施工方便、工期短、對周圍環(huán)境影響小，但其也存在一定局限性：首先，該方法在淤泥和淤泥質(zhì)土層使用時(shí)，樁體強(qiáng)度較低，當(dāng)樁體強(qiáng)度低于3MPa 時(shí)，樁體無法承受上部荷載；其次，當(dāng)樁間土的強(qiáng)度較低時(shí)，樁體會出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象；最后，粉噴樁對土層的預(yù)壓應(yīng)力較低，不能滿足公路工程軟基處理的要求。同時(shí)，粉噴樁處理軟土地基時(shí)需要較高的費(fèi)用和較長的時(shí)間，且施工過程中會產(chǎn)生一定的噪聲和粉塵污染[4]。

4 強(qiáng)夯法應(yīng)用于軟基處理中的注意事項(xiàng)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)

強(qiáng)夯法是在地基上通過重錘連續(xù)往下沖擊，再利用沖擊波使地基產(chǎn)生很大的壓力，從而提高地基承載力。強(qiáng)夯法適用于軟基處理中的淺層加固，其原理是利用強(qiáng)夯的力量將路基軟土層擊碎，并在地基表面形成一個堅(jiān)硬、密實(shí)的硬殼層，從而提高地基強(qiáng)度和承載能力。這種方法適合公路路基軟土層厚度較小的情況，可以有效地縮短公路工期。強(qiáng)夯的施工工藝如下：第一，強(qiáng)夯前應(yīng)檢查夯錘，確認(rèn)其是否符合設(shè)計(jì)要求；第二，夯擊點(diǎn)的位置、間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；第三，強(qiáng)夯前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試夯，以確定夯擊方案，并在施工過程中進(jìn)行優(yōu)化；第四，強(qiáng)夯施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件計(jì)算夯擊能和落距，并制訂相應(yīng)的強(qiáng)夯施工方案和技術(shù)措施，此后編制詳細(xì)的強(qiáng)夯施工組織設(shè)計(jì)；第五，強(qiáng)夯宜采用滿夯，即將錘頂起離地面一定高度后落下，再以相同高度起錘重?fù)?；第六，?qiáng)夯施工過程中應(yīng)設(shè)專人觀測夯點(diǎn)的沉降情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施；第七，強(qiáng)夯完成后應(yīng)及時(shí)清除場地的松散土石，并采用其他方式進(jìn)行地基加固。在應(yīng)用強(qiáng)夯法處理公路軟基時(shí)，應(yīng)注意以下問題。

4.1 合理選擇強(qiáng)夯法的施工參數(shù)

強(qiáng)夯施工參數(shù)是決定強(qiáng)夯法處理效果的關(guān)鍵因素，必須嚴(yán)格按照施工工藝和操作規(guī)程進(jìn)行選擇。通常情況下，強(qiáng)夯施工的主要參數(shù)包括：

第一，夯點(diǎn)布置：強(qiáng)夯法處理軟基時(shí)，可采用單排或雙排夯點(diǎn)，每一夯點(diǎn)的面積不宜小于1m2，且夯坑底面積不宜小于0.5m2，相鄰兩夯點(diǎn)的水平距離不宜小于5m。

第二，夯擊能：強(qiáng)夯施工時(shí)的夯擊能應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、土層性質(zhì)、地基承載力和設(shè)備能力等因素確定，一般可采用4000kN·m、6000kN·m 或8000kN·m 三種。施工時(shí)應(yīng)先試驗(yàn)確定具體的施工參數(shù)。

第三，落距：落距是指在水平方向上兩錘所處的位置，一般為5～10m，但在某些情況下也可適當(dāng)增大，夯擊能與落距成正比關(guān)系。落距越大，夯擊能量越大，但過大的落距會導(dǎo)致地基土被擾動和破壞。

第四，夯擊遍數(shù)：根據(jù)工程需要、施工工藝及機(jī)具設(shè)備能力等因素確定。對于砂土、碎石土、低飽和度粉土和輕度黏性土等密實(shí)度較好的地基，第一遍夯擊應(yīng)為滿夯，第二遍夯擊的遍數(shù)可根據(jù)土質(zhì)情況及施工設(shè)備能力確定。夯前夯后標(biāo)慣擊數(shù)見表1。

4.2 掌握好施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)

第一，應(yīng)合理安排施工時(shí)間，避免因連續(xù)作業(yè)影響工期。一般應(yīng)在最后一遍夯擊完成后7d 內(nèi)進(jìn)行下一遍施工，以保證路基在這段時(shí)間內(nèi)的沉降穩(wěn)定。

第二，應(yīng)選擇好夯擊能和落距。當(dāng)采用的夯擊能小于8kN·m 時(shí)，其落距宜控制在3m 左右；當(dāng)采用的夯擊能大于8kN·m 時(shí)，其落距宜控制在4m 左右。

第三，應(yīng)根據(jù)場地條件選擇合適的夯擊點(diǎn)布置方式。

第四，強(qiáng)夯施工過程中，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測地基土的干密度及含水率等指標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)采取措施。

第五，強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)對場地進(jìn)行詳細(xì)檢查，包括夯擊區(qū)域的沉降情況、夯坑及周邊土體的變形情況等，并進(jìn)行復(fù)夯施工。若發(fā)現(xiàn)有過大的變形或未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)對原地基進(jìn)行處理。

強(qiáng)夯法處理路基軟土地基主要是通過重錘對地基的沖擊來實(shí)現(xiàn)地基加固的目的。因此，在對其進(jìn)行處理時(shí)，要根據(jù)具體情況選擇合適的方法，并嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，從而確保地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

5 混凝土置換法的特點(diǎn)分析

混凝土置換法是將被置換對象用混凝土或水泥砂漿進(jìn)行替換，以形成具有一定強(qiáng)度的置換層，以此使地基具備更強(qiáng)的承載能力，進(jìn)而提高地基的穩(wěn)定性和安全性。混凝土置換法一般適用于淤泥質(zhì)土、黏性土等淤泥質(zhì)地基，其施工工藝較為簡單。該方法的主要特點(diǎn)是施工方便，具有較好的效果。但是，在應(yīng)用該方法處理時(shí)，需要將原結(jié)構(gòu)物或建筑物全部或部分拆除，此舉會影響到建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

混凝土置換法處理軟基有以下幾個特點(diǎn)：第一，采用該方法后，地基承載力較高，同時(shí)還具有較好的穩(wěn)定性；第二，該施工方法較為簡單，只需將被置換物取出后替換新的混凝土或水泥砂漿即可；第三，混凝土置換法可以處理地基中的局部軟弱層，但需要注意對表層土進(jìn)行加固處理時(shí)不能應(yīng)用該方法。

混凝土置換法在使用時(shí)會出現(xiàn)以下幾個問題：第一，混凝土置換法不能有效地提高地基強(qiáng)度；第二，置換后需要進(jìn)行加固處理。該方法是一種比較常見的軟基處理技術(shù)，但由于其施工工藝較為復(fù)雜，所以在施工前需要對施工過程進(jìn)行詳細(xì)分析和規(guī)劃。

6 結(jié)語

本文對公路軟基處理技術(shù)的應(yīng)用和加固效果進(jìn)行了分析，并指出各種軟基處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出幾點(diǎn)建議和措施。如在公路建設(shè)過程中，要綜合考慮軟基特點(diǎn)、地質(zhì)條件、施工環(huán)境等因素，選擇合理的軟基處理技術(shù)。希望通過研究能為公路軟基處理技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)提供一些參考，從而促進(jìn)我國公路建設(shè)質(zhì)量的提高，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更好的服務(wù)。