公路工程中的軟基變更試幾乎每條公路都會(huì)面臨著的問題,本文試圖從工程實(shí)踐中對(duì)當(dāng)前軟土路基的試驗(yàn)處置做一些有益的探討。一般對(duì)于軟基工程的確認(rèn)，施工、監(jiān)理與業(yè)主之間總是有不一致的地方，因?yàn)檫@牽涉到較大工程量的變更，變更有兩方面的變更，一是對(duì)設(shè)計(jì)軟基工程量的變更，由于設(shè)計(jì)上各方面的原因，施工單位在施工中對(duì)深度和廣度會(huì)提出一些變更的申請(qǐng)；二是施工單位在實(shí)測(cè)工程時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些原設(shè)計(jì)上沒有但施工中卻存在的軟基。不管是那種情況，都應(yīng)認(rèn)真對(duì)待，否則對(duì)將來路基的穩(wěn)定性將產(chǎn)生嚴(yán)重的隱患。
軟基在公路工程施工中的先后問題，按理講應(yīng)是利用大規(guī)模的路基施工之余，分段處理。我單位所承建的湖南某高速公路，凡變更超過50000元均須報(bào)請(qǐng)業(yè)主批準(zhǔn)，變更周期比較長(zhǎng)，申報(bào)程序較復(fù)雜，另外，該地區(qū)入場(chǎng)初期逢較長(zhǎng)雨季，鑒于此種情況，我們采取了集中精力對(duì)全線軟基的辨識(shí)確認(rèn)，事實(shí)證明，在此種情形之下，該方法處置得當(dāng)，早期的這些工作為日后大規(guī)模施工創(chuàng)造了條件。
軟土路基的確定，是一項(xiàng)比較容易引起爭(zhēng)議的工作，正因?yàn)槿绱�，才有必要�?duì)軟基的研究進(jìn)一步加強(qiáng)，用比較量化的試驗(yàn)指標(biāo)來控制。在確定軟土?xí)r要查明軟土及與之相存在的一般土層的成因及類別、范圍、物理力學(xué)性質(zhì)及必要的水理化學(xué)性質(zhì)。
然而對(duì)軟土的鑒別由于各省區(qū)各公路工程的軟土成因不盡相同，故而其性質(zhì)也千差萬別，濱海、谷地、河灘、湖沼等各處辨別也應(yīng)區(qū)別對(duì)待，不宜生搬硬套標(biāo)準(zhǔn)。因此我們對(duì)本路段的主要軟基取樣并作了試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如下
樁號(hào) 深度（m） 天然含水量w（%）
天然密度ρ（g/cm3） 比重γ 液限wl（%） 塑限wp（%） 塑指 孔隙比e（%） 孔隙率n（%） 飽和度Sr（%）
K177+140 4 37.3
1.446 2.723 30.6 20.3 10.3 1.583 61.3 64.2
K177+140 2 39.7
1.357 2.723 30.9 20.5 10.4 1.799 64.3 60.1
K174+800右4米 2 48.5
1.186 2.723 45.1 26.7 18.4 2.404 70.6 54.9
K175+430左13米 2
50.4 1.118 2.681 59.8 32.2 27.6 2.606 72.3 51.9
DK0+370左1米 1 51.4
1.120 2.783 / / / 2.762 73.4 51.8
EK0+150右2米 1．5
59.4 1.018 2.591 46.5 29.2 17.3 3.057 75.4 50.3
由以上數(shù)據(jù)分析可得出以下規(guī)律：
1． 一般天然細(xì)粒土的天然密度在1.60~1.75
g/cm3之間，而水又是不可壓縮的,密度遠(yuǎn)小于土的天然密度1.60~1.75 g/cm3,所以對(duì)于同樣的土質(zhì)含水量的增加必然導(dǎo)致土體干密度的減小。
2．液塑限的因素。由以上結(jié)果分析，液塑限對(duì)軟基的斷定并非必然的連系,事實(shí)上,在本工程中,我們遇到了相當(dāng)多的高液限土(約為60%),并且用這些高液限土填筑路基,若處理得當(dāng)效果也不錯(cuò)。當(dāng)然了,高液限土(wl>50%)是一種不適宜材料,
擊實(shí)試驗(yàn)表明液限大,最佳含水量也較大,自然對(duì)應(yīng)的最大干密度就會(huì)較小,一般高液限粘土的最大干密度為1.55~1.65g/cm3。
3．孔隙比�？紫侗扰c含水量有較大的關(guān)系，其公式為e0=Gρw（1+w）/ρ-1
�。ㄊ街校害�w為水的密度，G為土粒比重，ρ為濕密度，w為含水量）
其中若w較大將導(dǎo)致分母ρ較小，必然導(dǎo)致e0較大。事實(shí)上，軟土的G并未見有特別之處，因此可以說w較大程度地決定了e0的大小。
本工程推薦使用荷蘭輕型觸探儀來鑒別軟土。使用方法：開溝清表30cm厚之后的連續(xù)第3個(gè)晴天,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地基,當(dāng)滿足Cu≥25Kpa時(shí)即位軟土深度，軟基探測(cè)每斷面間距10米，布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，或以5mx5m方格網(wǎng)“十”字角點(diǎn)作為觸點(diǎn)。該儀器應(yīng)經(jīng)過原狀土試驗(yàn)，進(jìn)行偏差校正，一般地
Rd=m2hN/（20（Ti+M）A）
Cu=0.02Rd
式中：Rd——?jiǎng)迂炄胱枇Γ↘pa）
Cu——不排水抗剪強(qiáng)度（Kpa），土的抗剪強(qiáng)度為τ=σּtgΨ+c,
τ與作用在滑動(dòng)面上的正應(yīng)力無關(guān),故記τmax=Cu。也有依據(jù)緊密程度取Cu=（0.02~0.033）Rd的
h——降落高度0.5米
20——貫入深度20cm
Ti——凈重（限位器、導(dǎo)桿、探頭、及桿件總和）。本試驗(yàn)室觸探儀的Ti為8.35kg,若加桿每根2.45kg。
M——錘質(zhì)量10.35kg
N——貫入每20cm的錘擊次數(shù)
A——探頭面積5cm2
在實(shí)際使用中，我們發(fā)現(xiàn)，荷蘭輕型觸探儀對(duì)較深軟土的適應(yīng)性并不太好，很典型的軟基，若深度超過1.5米,荷蘭觸探儀就處于失效狀態(tài)，因?yàn)檐浤鄬?duì)探桿的吸附作用已經(jīng)成為不可忽略的因素。
另外還提出了鋼釬插探的方法。該法很不實(shí)用，因?yàn)樯疃壬源螅ㄈ?span
lang=EN-US>1米），鋼釬很難插進(jìn)和拔出。
所以最后普偏采用了挖掘機(jī)直接挖探并結(jié)合使用荷蘭觸探儀的方法，取得了較好的效果，沒有什么爭(zhēng)議，所以能被業(yè)主、監(jiān)理、承包商所接受。該方法是在需鑒別的路段進(jìn)行隨機(jī)選點(diǎn)，之后用挖掘機(jī)先挖探，再用荷蘭觸探儀對(duì)基底觸探。但深度超過3米的話，容易引起坍塌，所以出于安全考慮，不再進(jìn)行觸探，可現(xiàn)場(chǎng)用手捏原狀土來初步判斷，并配予需要的室內(nèi)土工試驗(yàn)。
軟基的處治,一般常見的有:擠密砂樁,碎石樁,粉噴樁,拋石擠淤,挖除換填片石或土,袋裝砂井、塑料排水板,反壓護(hù)道,土工布等。下面對(duì)本工程中運(yùn)用較多的幾種方法做個(gè)介紹。
挖除換填碎片石方法：對(duì)于深度不太大的軟基工程，在路堤范圍內(nèi)，將需要處理的軟土挖除，動(dòng)力觸探合格后，用碎片石換填，可采用分段挖除，分段分層回填的方法。用于換填的石料強(qiáng)度應(yīng)不小于15Mpa，分層厚度不宜大于30cm，石料最大粒徑不應(yīng)大于層厚的2/3，依據(jù)，分層回填的碎片石應(yīng)碾壓合格，表面石塊嵌擠緊密無松動(dòng)，用鎬刨不動(dòng)，一般采用激震力320kN以上的壓路機(jī)強(qiáng)震碾壓無輪跡。
挖出換填片石處置軟基，效果最好，由于完全挖開處理，不會(huì)留有隱蔽危害，但是費(fèi)用也較大，因此一般換填至超過地下水位30cm即可采用回填素土的方法，所回填的素土應(yīng)滿足CBR〉8%，低液限，如果有條件設(shè)置滲溝、盲溝的話，對(duì)于路基的穩(wěn)定會(huì)大有好處。
對(duì)于較深的軟基，挖出換填的話，工程量太大，可以考慮采用粉噴樁。粉噴樁主要是以粉體物質(zhì)作用加固料和原狀土進(jìn)行攪拌，經(jīng)過理化作用生成具有較高強(qiáng)度的混合柱體，以帶動(dòng)整個(gè)路堤產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度，一般采用水泥作為固化劑，最好用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,要依據(jù)施工時(shí)間選用水泥初終凝時(shí)間合適的水泥,防止未成型即已凝固的發(fā)生。不得使用受潮結(jié)塊的變質(zhì)水泥。試驗(yàn)室應(yīng)重點(diǎn)對(duì)水泥劑量監(jiān)控，重點(diǎn)保證均勻性。初期配合比對(duì)劑量的提供要準(zhǔn)確合理，實(shí)際上，七天之內(nèi)，即產(chǎn)生主要強(qiáng)度，我們配制了3%~6%的水泥劑量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)3%水泥幾乎不能使軟泥固結(jié)，6%劑量能滿足要求。但是室內(nèi)配比不能完全代替施工情形，因此應(yīng)該跟蹤檢測(cè)，應(yīng)對(duì)7天樁監(jiān)控，1）破去樁頭0.3m~0.5m表層水泥，進(jìn)行外觀檢測(cè)，主要檢測(cè)其樁體外觀是否圓順，水泥土攪拌是否均勻；2）用輕便觸探儀對(duì)開挖出來的樁頭進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，根據(jù)N10貫入10cm的錘擊次數(shù)
或N10的連續(xù)貫入30cm的錘擊次數(shù)來判定樁頭強(qiáng)度是否合格（可采用公式[σ0]=N10*8-20）。據(jù)此有疑問的樁，在成樁28d后進(jìn)行進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)。在28天時(shí)對(duì)成樁進(jìn)行隨機(jī)檢測(cè)只要出現(xiàn)以下情況，即可定為不合格樁。
（1）樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
（2）樁體噴粉不均勻，有斷粉現(xiàn)象。
（3）復(fù)攪段以下呈軟塑、留塑或取不出芯樣。
（5）所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于80%。
對(duì)于不合格樁，應(yīng)在原樁邊上補(bǔ)樁新樁與舊樁凈距>20cm。如出現(xiàn)較多不合格樁應(yīng)查找原因，進(jìn)行改正。
拋石擠淤用于存在多處魚塘和常年積水的洼地。這些地方，軟土層位于水下，更換土壤較為困難，或者基底直接落在含水量極高的淤泥中，基本物理力學(xué)性能指標(biāo)表現(xiàn)為稠度遠(yuǎn)超過液限、透水性差、天然含水量較大、壓縮性高，且這些地方大多為高填方路堤，若對(duì)軟基不加任何處治或處理不當(dāng)，往往會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn)或過量沉降，造成公路不能正常使用。對(duì)于厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3~4m的軟土，就可以采用拋石擠淤法。拋石擠淤就是向路基底部拋投一定數(shù)量的片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基的強(qiáng)度。施工時(shí)用抽水機(jī)或自然排水法將處理范圍內(nèi)的地表水抽排入天然水系，必要時(shí)圍堰排水，并作好挖換范圍內(nèi)的排水溝、截水溝，以免再次積水。用挖掘機(jī)自一端向另一端或由兩端向中間挖除上部3m的軟土,用自卸汽車運(yùn)至指定棄土場(chǎng)，挖除段落的長(zhǎng)短，以挖掘機(jī)能夠工作的最大水平距離為準(zhǔn)，挖除出一個(gè)段落后，即可進(jìn)行拋石。
拋擠時(shí)，對(duì)于軟土地層平坦時(shí)，拋投沿路中線向前拋填，再次向兩側(cè)擴(kuò)展，軟土地層橫坡陡于1：10時(shí)，自高處側(cè)向低側(cè)拋投，并在低側(cè)邊部多拋投，使低側(cè)邊部有2m寬的平臺(tái)頂面。將拋石擠出的下部淤泥進(jìn)行清除后，拋石達(dá)到挖除的界面高時(shí)，在拋石回填的片石頂面上，鋪0.1m厚碎石墊層(砂礫墊層)并整平.第一段落拋石擠淤完成后,挖掘機(jī)移到第二段落重復(fù)2~5條的工作。直至完成本段的拋石擠淤工作。拋石工作完成，并鋪筑好碎石或砂礫墊層,且墊層經(jīng)仔細(xì)整平、重型壓路機(jī)碾壓達(dá)到規(guī)定要求后,再在其上鋪一層土工格柵,土工格柵應(yīng)拉直平順,用釘樁固定,緊貼下承層.在斜坡上時(shí),應(yīng)保持一定的松緊度(可用U形釘控制)，以避免石塊使其變形超出其彈性極限，土工格柵應(yīng)沿路縱向鋪設(shè)，即土工格柵為縱向受拉，沿路走向。格柵之間應(yīng)牢固聯(lián)結(jié)，其疊合長(zhǎng)度大于15cm。鋪設(shè)格柵的關(guān)鍵是保證其連續(xù)性，不使其出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊，并要避免因過量拉伸使其強(qiáng)度和變形超過極限產(chǎn)生破壞、撕裂、局部頂破等，現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)現(xiàn)土工格柵有破損時(shí)必須立即修補(bǔ)好。格柵的存放及施工鋪設(shè)過程中應(yīng)盡量避免長(zhǎng)時(shí)間曝曬或暴露，以免其性能劣化。土工格柵鋪設(shè)允許偏差表如下。整個(gè)路段土工格柵攤鋪完成后，鋪筑砂墊層，壓實(shí)達(dá)到要求后，即開始路堤的正常填筑。
拋石擠淤時(shí)，由于各處沉降不一致，從而在路堤下面殘留部分軟土，完工后，則會(huì)產(chǎn)生不利的不均勻沉降，因而必須注意墊層鋪筑后的壓實(shí)，以使淤泥擠出，減少這種不利影響。
總之對(duì)于公路軟基處治還有很多值得研究和有待統(tǒng)一的地方，本文從主要從試驗(yàn)的角度對(duì)此提出一些看法，錯(cuò)誤之處，在所難免，請(qǐng)各同行給予批評(píng)指正。
