公路路基路面设计中软基的处理对策

张 军

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430100）

公路是经济发展和人们出行往来的必要基础设施，因此其质量问题必须得到有效控制。除施工材料与技术的选择以外，初期的设计方案也会给公路质量带来较明显的影响，重点体现于路基路面设计上。基于此，如何处理软基地质，便成了设计工作的重难点问题。

1 工程概况

某高速公路L8合同段长4.2km，该段施工特殊之处在于：均为软土路段，包含大量淤泥质亚黏土和淤泥质黏土，天然含水量普遍达到40%～70%，局部超过70%，压缩系数为0.005～0.02，孔隙比为1.0，表现出含水量高、压缩性强等多重特点；将该处作为路基基础缺乏可行性，后续易发生沉降、路堤失稳等质量问题。鉴于此，应从软土地基的基本特性出发，探讨相适应的加固处理技术，以改善软土地基的使用状态。

2 公路路基路面设计中软基处理存在的问题

2.1 忽视软基处理工作的重要性

软基处理是公路建设中的基础环节，对公路整体质量的影响较为显著。当前，公路建设规模正逐步扩大，路面负载量呈现出了有增无减的发展趋势。因此，加强路基路面的设计是顺应时代发展需求的必行之举，必须以科学的设计方案为指导，提高公路的施工质量。但是，很多公路建设单位对此方面的认识存在一定的偏差，而轻视软基处理便是其中一种情况。对于软基处理来说，部分单位未采取行之有效的措施，导致软基稳定性不足，后续对路基路面的正常施工带来不利影响，造成了道路通行服务品质的下降。

2.2 人员综合素质普遍偏低

软基处理是一项系统性工作，包含多方面的专业技术，对工作人员要求较高。纵观现状，因人员失误而导致设计方案不合理、软基处理效果欠佳的问题屡见不鲜。另外，路基路面设计阶段的参与者专业水平不足，未采取与实际情况相适应的软基处理技术，也难以保证软基处理效果，且引发了质量下降、工期延长、成本增加等连锁问题。

现阶段，软基处理工作中的可选方法较多，但技术适用性存在一定的差异。对此，公路建设单位需考虑处理面积、排水状况、软基含水量等方面的因素，而软基处理人员一旦缺乏全面考虑，其作出的选择将会偏离实际需求，最终导致软基的处理效果偏离预期。

3 公路路基路面设计中软基的处理对策

3.1 桩基法

当软土层偏厚且不具备大面积深度的处理条件时，可通过打桩的方式来加固软基，即桩基法。桩基法的可选形式较多，如水泥搅拌桩、CFG桩等，各有其应用特点。

（1）水泥搅拌桩是现阶段公路建设领域较为主流的软基处理方法。其优势是成桩效率高、环境效益显著、成本低等，主要适用于对饱和软黏土地段的加固处理，且在20m深度内不存在优质持力层的软基中更具可行性。但此法也存在不足之处，即水灰比、输浆量的控制难度较大，易导致局部成桩质量偏差。从应用范围来看，水泥搅拌桩主要被应用于承载力标准值＜120kPa的黏性土地基中，规格通常为桩径0.5m、间距1.0～1.4m；以加固土体的质量为基准，取该值的15%作为水泥掺入量的控制标准，水灰比设为0.5，单位复合地基承载力≥150kPa。

（2）CFG桩以碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水为原材料，按特定的配比拌和成混合料，再构成具有稳定性的桩体结构。其力学性质介于刚性桩和柔性桩之间，强度等级C15～C25间不等，在黏性土、粉土等软基中都具有可行性，理论处理深度20m，桩体通常采取等边三角形布置方式，桩顶铺中粗砂或碎石，构成厚度为30～50cm的垫层，以发挥出均衡向下传力的作用。上方铺土工格栅，有助于增强路基抗剪能力。CFG桩的成桩质量良好，在公路工程软基处理中得到广泛的应用，其技术水平已经相对成熟，但与水泥搅拌桩相类似的是，CFG桩的工后沉降现象较为明显，必须经过某个特定的时间段后路基才会趋于稳定[1]。CFG桩成桩示意图如图1所示。

图1 CFG桩成桩示意图

3.2 换填法

换填法在路基处理中的使用频率相对较高，即确定基底下方的软弱土层，将该部分完全挖除后再换填中砂、碎石等散体材料，以达到排水固结、提高地基承载力的效果，解决了软基冻胀或胀缩的现象。换填材料的可选择形式较多，具体要结合软基土质特点、周边地区填料分布情况、市场价格等因素作出正确选择。淤泥、湿陷性黄土、暗沟暗塘等地段都可以使用换填法，若在稻田地填筑路基，首先要全面挖除腐殖土以及该处的淤泥，再以山皮石为材料换填1～2m，针对深厚淤泥的施工条件，宜选择抛石挤淤的方式；对于垃圾填埋地段，基础工作在于深度清理垃圾，再选用中粗砂换填，经过压实处理后可有效提高地基的密实度，减少沉降。换填法加固地基示意图如图2所示。

图2 换填法加固地基示意图

部分路基位于鱼塘区，首先清淤到位，再向该处回填中粗砂，高度应达到设计水位处或是超出地下水位线50cm（视实际情况增加超出量），路堤边坡处采取浆砌片石护砌的方式，坡脚处设置干砌块石墩，利用该结构提高路基的稳定性；若回填所用材料为块石或山皮石，施工中可直接倾填。

对于路堤外为海水的情况，除了上述工作，还需在填石顶部设土工布，以免出现碱性水渗入路基的情况。部分路基段位于冲击平原处，现状土质中粉土的含量相对较高，其具有透水性强、液限低的特点，经过压实处理后即可提高该段的承载力，但局限之处在于弯沉和压实度表现欠佳，因此在设计工作中需要考虑到路基处理厚度的合理性，控制在15～30cm，换填材料可选择级配砂砾[2]。

3.3 预压法

预压法包含堆载预压和真空预压2种形式。合理应用预压法后，由于预压期间地基已经完成沉降，因此后续其他环节施工时路基可维持稳定状态而不发生变形现象。此外，预压法的应用有助于提高路基土的抗剪强度，经过处理后地基整体的承载力大幅提升，不均匀沉降现象得到有效的解决。

堆载预压包含了多种技术形式，主要以软土层的厚度为参考作出选择。若厚度＜4m，以天然地基堆载预压法较为合适；若厚度≥4m，此时可选择竖向排水预压法，具体包含塑料排水带、砂井等。

真空预压法的关键在于铺设砂垫层，再完整覆盖土工薄膜，以真空泵为主要设备对砂垫层抽气。通过此方式可以在薄膜下的地基内形成负压，此过程中存在于地基内的气和水能够被有效抽出，具有较为良好的地基土固结效果。出于提高固结效率的目的，通常还会辅以打砂井的方式，在砂垫层与土工薄膜间增设砂井，有助于缩短排水距离[3]。

真空预压法主要被应用于土基松软、地下水位偏高的路段，具有较为良好的应用效果，由于其含水量普遍偏大，因此上述所提的堆载预压法缺乏适应性，而在真空预压法的支持下可以取得较好的地基处理效果，施工成本也相对较低。实际操作中，可向地基内设置复合排水管，要求其具有足够的强度和柔性，以便在地基内可维持正常使用的状态。各复合排水管紧密连接，形成完整的整体，通过真空抽水泵持续向其中抽水，并借助导管排至附近河道。经过此流程后，地基土内的含水量将明显下降。

4 结语

软土地基不利于公路工程建设，缺乏处理措施时易发生不均匀沉降、失稳等现象，为做好软土地基处理工作，必须结合实际情况提出可行的设计方案，选择相适应的软基处理方法。随着公路建设水平逐步提高，软基处理方法逐步趋于多样化，各自的适用范围、应用特点等都存在差异，因此在设计工作中要遵循因地制宜的原则，以技术可行性为基本前提，尽可能减少成本投入，并兼顾质量、经济效益等多方面要求，为公路工程的开展提供助推力。