公路养护中路基路面维修的软基处理技术

李 志

（中交上海航道局有限公司，上海 200136）

1 软基的概念及基本特点

1.1 软基的概念

软基指水下沉积的软弱性黏土或以淤泥为主要成分的地层，在部分软土地基中还存在腐泥和泥炭层。在外部荷载、结构自重等多重作用下，容易出现软土地基沉降现象，加强软基处理极具必要性[1]。

1.2 基本特点

（1）抗剪强度偏低，软基内的孔隙较大，提高软基的压缩系数，导致其缺乏足够的承载能力。

（2）具有较明显的触变性与流动性，软基受自重和外部荷载的作用随时间推移愈发显著，出现形变，严重时路面将发生坍塌。

（3）含水量较高，通常可达到50%～70%，局部地质条件特殊时达到200%，加之孔隙较大等特点，严重影响土壤的强度，无法发挥承载作用。

（4）渗透能力不足，部分软土层中含有薄层、细砂等力学条件较差的地层，相较于垂直方向的渗透性，水平方向的渗透性更强。软基渗透性不良的问题在滨海以及三角洲地区尤为明显。

2 典型的软基处理技术

2.1 排水固结法

排水固结法指以某种方式将赋存在软基内的积水高效排出，降低软基的含水量，使其固结成形，达到提高软基承载力的效果[2]。排水固结法可以细分为多种方法，如砂垫层处理法、沙井加固法等，操作方式不同，但基本思路均为降低软土中的含水量，改善软土的性能状态。

2.2 强夯法

强夯法的核心原理在于通过某装置提供冲击力将其作用于待处理的软基中，改变原土层的结构，以挤压的方式在软基处理范围内形成具有密实性的夯坑[3]。强夯法得以实现的关键在于强夯装置的支持，该装置的提升高度、吨位等均是重点控制指标。从技术角度进行细分，可以分为动力置换、动力密实及动力固结三种形式。

（1）动力置换。

以桩式置换和整式置换两种形式为主，前者指通过外力的作用使软土和碎石紧密结合，改变此类物质的组合状态，使其具有足够的稳定性；后者指利用外力挤压碎石将其挤入淤泥中，组合形成碎石垫层，发挥加固的作用[4]。

（2）动力固结。

依托外界冲击力，在合理范围内破坏土层结构，在软基中形成可以用于排水的裂隙，以提高软基内水的流动效率，使其高效排出，达到固结软土的效果。

（3）动力密实。

营造外力作用后将其作用于土体的孔隙，通过此途径提高软土地基的强度。

强夯法具有操作便捷、适用范围广、经济高效等优势，但缺乏合理的控制措施，容易形成弹簧土，影响软基处理效果，工程人员应给予高度重视。

强夯法施工流程如图1所示。

图1 强夯法施工流程

2.3 预压法

依托排水体和软土的透水性，经地表荷载的加载作用后将地基中的水分向外排出，随着含水量的降低，软基的密实度提高，强度得到保证。预压法的显著应用优势在于以较低的成本取得较为良好的加固效果，但局限在于工期较长，对于工期紧张的项目缺乏可行性，若未采取正确的控制措施易出现地面沉降现象[5]。

2.4 添加剂法

软基的承载力相对不足，未直接处理时其难以承受源自公路结构的自重以及路面车辆的荷载，为解决此问题，部分软基处理采用添加剂法，即以软基的实际特性为准，通过应用外加材料，提高地基的抗压力和强度。水泥是应用较为广泛的添加材料，能够固结软基。

2.5 水泥搅拌桩法

以水泥为原材料，经搅拌后与施工现场的软土结合形成水泥搅拌桩结构，达到凝固软基的效果。在水泥搅拌桩施工过程中，严格控制搅拌速度以及水泥材料质量至关重要，对于提高成桩质量具有积极意义。

水泥搅拌桩工序如图2所示。

图2 水泥搅拌桩工序

3 工程概况

3.1 问题描述

某高速公路工程沿线软基路段长度达6 km，基本特点在于软土层的厚度不均匀，绝大部分为6～15 m，最厚可以达到30 m，软基中含较多的淤泥质黏土，土质组成复杂，缺乏足够的稳定性。路面的承载能力不足，受行车荷载、降雨、日晒等多重因素的共同作用，出现路基沉降、路面断裂等质量问题，且以右路幅主车道最为明显。

3.2 路况分析

（1）软基的厚度、物质组成等方面均存在差异，局部明显缺乏承载力，难以有效承受外部作用，出现不均匀沉降等问题。

（2）沥青混凝土结构厚度仅为7 cm，其缺乏足够的耐磨性，随使用时间的延长，该结构的厚度逐步减小，遇降雨天气时局部有透水的情况。

（3）雨水渗透作用较强，在其影响下沥青与骨料难以保持相对紧密的结合状态，雨水经由裂缝持续向土基渗入，导致土基逐步软化，沥青路面沉陷、开裂等问题愈发显著。

3.3 软基施工处理技术分析

立足于实际情况采取相适应的处理技术，从根本上解决质量问题，使公路恢复正常通行状态。

（1）补强设计。

经全面的调查后确定存在质量问题的部位，挖除原路面的面层以及处于软化状态的基层，取适量的沥青材料用于修补开挖后基层出现的裂缝，在上方紧密铺设玻纤格栅，设置适量的水泥钉以起到加固的作用。若开挖深度达到15 cm且开挖范围较大，采用水泥稳定修复；若开深度未达15 cm但仅存在小范围的开挖，可以利用水泥混凝土修复，处理后再铺设沥青混凝土，完成对下层的修复作业[6]。

（2）路面病害的处理。

以路面裂缝的实际情况为准（深度、宽度等），取适量的热沥青，经灌缝施工后达到修补的效果。路面沉陷深度达到5 cm的部位用沥青碎石找平，使其恢复平整、稳定；若沉陷深度达到10 cm，填补找平材料则以水泥稳定碎石为宜。

对于坑槽路面的处理，根据实际情况确定挖槽的轮廓线，待开挖至稳定的层面后全面清理前期施工产生的杂物，均匀刷涂黏结沥青，再摊铺沥青混凝土，期间严格控制摊铺厚度，保证成形的沥青混凝土与原路面持平，再进一步修补路面的周边区域。针对大面积龟裂等严重受损的路面，要求先清理该部分沥青混凝土，根据处理工作量制备适量的粗粒式沥青混凝土，将其填补到位[7]。

（3）加铺层结构设计。

通过FWD等无损检测技术的应用，对原路面结构的承载情况进行准确判断，分层钻孔取样，包含沥青混合料、基层、底基层等各结构层的样品，判断其破坏的原因，对受损层的实际情况形成准确认识。钻孔取样考虑的信息需要具有全面性，例如路基的稳定性、强度及路面排水性能等。

对公路现状质量问题形成准确认识后进一步处理，若找平层厚度在5 mm以内，找平施工材料选择中粒式沥青混凝土，若层厚度超过5 mm，可以选择粗粒式沥青混凝土。通过应用合适材料完成找平工作，使找平部位与周边其他无质量问题的结构有机结合，形成完整的结构体系。

4 结语

综上所述，在社会经济日益发展以及跨地区出行需求持续增加的背景下，交通基础设施的建设规模不断扩大，现阶段我国的交通行业已经取得长足发展。高速公路是道路交通的关键组成部分，但软基对高速公路的影响严重，需要从实际情况出发，合理应用软基处理技术，如排水固结、强夯法等，切实解决软基含水量高、承载力不足等问题，改善公路的运营环境，提高公路的通行水平。