公路路基路面设计中的软基处理方法探讨

陈 杰

(中电建冀交高速公路投资发展有限公司，河北 石家庄 050000)

0 引言

公路工程的沿线较长，施工中常常会遇到软土地基，由于软弱土体的承载力不足，会对路基结构的稳定性造成影响。所以，在公路路基路面设计中，需要采用合理可行的方法，对软基进行处理来提高地基土体的承载力，减小工后沉降，保证路基的稳定性，延长路面的使用年限。

1 工程概况

在国家2013—2030年路网规划中，将天津至石家庄高速公路作为GO211联络线，该公路主要连接的城市为天津和石家庄。在京港澳高速公路与京沪高速公路之间，新增一条高速公路通道，走向为东西向，与唐津高速公路和石太高速公路相连通。本项目依据高速公路的标准进行建设，采用双向六车道，设计时速为120 km/h，路基为整体式结构，宽度为33.5 m，由行车道、中央分隔带、路缘带、硬路肩以及土路肩等几个部分组成。其中行车道与硬路肩的横坡为2%，土路肩的横坡为4%。在本项目中存在大量的不良地质，以软土、软弱土和盐渍土为主。为提高地基的承载力，确保路基的整体稳定性，减小工后沉降，需要采取合理可行的方法和措施，对软基进行处理。

2 公路路基路面设计中的软基处理方法

2.1 软基处理方案

根据本工程中软基的具体分布情况，拟定多套处理方案，通过技术经济性比选之后，最终决定采取如下方法对软基进行处理：(1)在现场施工条件允许的情况下，优先选用强夯法对软基进行处理；桥头段可以采用CFG桩复合地基进行处理；(2)非滞洪区段可采用夯实水泥土桩进行处理；(3)小构造物可以采用水泥土搅拌桩进行处理；(4)对于作业空间受限的区段，可采用旋喷桩进行处理；(5)一般路基段，可采用排水预压、堆载预压或是水泥搅拌桩进行处理。

2.2 软基处理的实施要点

2.2.1 强夯法

采用强夯法对公路软基进行处理前，应当先进行试夯，通过试夯来确定该处理方法的适宜性，并对相关的夯击参数进行确定。在对软基和高填桥头区段进行处理时，夯击能可选择2 500 kJ。如果采用满夯，夯击能可采用1 000 kJ。按照正方形对夯击点进行布设，各点的间距控制在5.0 m左右，夯锤的直径以2.0 m左右为宜，锤身重量≥20 t。强夯开始前，应当先进行试夯，借此对夯击能、夯击次数进行确定。若是路段的渗透性较差，施工人员可在强夯前先打设竖向排水体，如袋装砂井。强夯施工的技术要点如下：

(1)强夯可以分三遍进行，第一遍和第二遍采用点夯的方法进行夯击，按正三角形对夯击点进行布设，第三遍时采用满夯的方法进行夯击，夯点搭接1/4。通过连续夯击，对表层土进行加固。

(2)在第一遍和第二遍强夯时，夯击次数以8次为宜，第三遍满夯时，夯击次数以2次为宜。强夯施工中，可以采用从内向外、隔行跳打的方法。需要注意的是，第一遍夯击完毕后，应当间隔一定的时间，再进行第二遍夯击，间隔时间可按照土质情况进行确定，如黏性土的间隔时间应≥21 d，粉性土的间隔时间≥7 d，若是渗透性较好的地基，间隔时间以3 d左右为宜[1]。

2.2.2 夯实水泥土桩

采用夯实水泥土桩对公路软基进行处理时，可以按照正三角形对桩位进行布设，桩径为400 mm，桩间距控制在1.2～1.5 m之间，横向最外侧的4排桩，可以采用变桩长设计。夯实水泥土桩的施工技术要点如下：

(1)在对水泥土桩进行夯实施工前，应当先对场地进行平整，并将地面上的杂物和障碍物全部清除干净。按照设计要求，结合土质特点，对钻孔机械进行选取。桩孔钻好后，应当在填料前，将孔底夯实，可以采用分层夯填的方法，确保夯锤的落距与填料的厚度符合密实度的要求。

(2)施工中使用的填料不得含有冻土和膨胀土，有机质含量应当<5.0%，含水率应满足最佳含水率的要求，最大允许偏差为±2%。钻孔完毕应当进行质检验收，确认合格后，方可向孔内填入预先拌制好的水泥土，然后再进行分层夯实，直至设计标高[2]。如果在雨期进行施工，应当采取防雨措施，以免填料含水量过大，影响夯实质量。

2.2.3 水泥土搅拌桩

采用水泥土搅拌桩对公路软基进行处理时，可将桩位按三角形进行布设，桩径为500 mm，桩间距控制在1.2～1.5 m之间，水灰比为0.5。具体的施工技术要点如下：

(1)为确保水泥土搅拌桩的整体质量，施工中可以采用两喷四搅的方法，并在正式开工前进行试桩，借此来确定关键参数。制备好的水泥浆液应当在规定的时间内用完，如果浆液出现离析应当废弃。设置专人对泵送时间进行记录，泵浆量及搅拌深度可由检测仪器自动记录。

(2)搅拌机的喷浆提升速度和次数应当与设计要求相符，停浆面应当略高于桩顶设计标高。对上层进行施工时，可以采用人工的方法，将设计桩顶标高以上的桩段全部挖除，保证桩顶面水平、完整[3]。

2.2.4 CFG桩

采用CFG桩对公路软基进行处理时，可选用碎石作为骨料，并掺入适量的石屑对碎石间的空隙进行填塞密实，以此来达到良好的级配。石子的粒径可控制在2.0～5.0 cm左右，石屑的粒径≤2.0 cm[4]。CFG桩的施工技术要点如下：

(1)正式施工前，应当先进行试桩，数量≥5根，据此对施工参数进行确定。CFG桩的垂直度允许偏差为1%，不得超出。施工中使用的混合料应当严格按照实验室给出的配合比进行拌制。

(2)当沉管达到设计深度后，应当及时进行投料。首次的投料量应使管内混合料面与投料口持平。在向上拔管时，如果发现料量不足，则应及时补充，桩顶的超灌高度≥50 cm。拔管的速度应控制在1.2～1.5 m/min，切不可在拔管时进行反插操作[5]。

(3)若是工程中设计的桩间距比较小，则可采用隔桩的顺序进行施工。需要特别注意的是，如果在冬季进行CFG桩施工，必须保证混合料的入孔温度>5 ℃，并对桩头采取有效的保温措施。

2.2.5 旋喷桩

在公路软基处理中采用旋喷桩时，为提高成桩质量，可用单管法进行施工。按照正三角形对桩位进行布设，桩径为600 mm，桩间距控制在1.2～1.5 m之间，水灰比为1.0。具体的施工技术要点如下：

(1)正式施工前，应对高压喷射注浆的孔位进行复核，并按照土质情况、加固要求，通过试验的方法，确定施工参数。

(2)当喷射孔达到设计标高后，便可进行浆液喷射，并在喷浆参数达到规定值后，按旋喷、定喷的工艺要求，对喷射管进行提升，自下向上喷射注浆，对于需要提高强度的部位，可进行复喷。

(3)高压喷射结束后，应将喷射管及时拔出，为避免浆液凝固收缩，对桩顶高程造成影响，可采用二次注浆的措施。

2.2.6 排水及堆载预压

在本工程中，厚度较大的软土层可通过排水预压的方法进行处理，预压时间≥180 d。预压过程中，可根据沉降观测数据，对预压时间进行调整。如果软土层的厚度比较薄，则可采用堆载预压的方法进行处理，借助路堤土的荷载作用进行预压，时间≥180 d。同时，可在堆载预压段设置厚度为50 cm的砂砾垫层。为确保预压达到预期中的效果，应编制合理可行的施工方案，并对冬歇期加以充分利用，以免影响施工进度。

3 结语

综上所述，在公路工程建设中，为确保路基结构的稳定性，需要采用合理可行的方法，对软土地基进行处理，借此来提高地基的承载力，减小工后沉降。现阶段，可用于软基处理的方法相对较多，为达到最佳的处理效果，应当根据工程特点，并结合软基的性质对处理方法进行选择，这对于公路使用寿命的延长具有重要的现实意义。