1. 引 言
四川省东部为四川盆地及盆缘山地，西部为川西高山高原及川西南山地。独特的地质条件使四川省的软弱地基多以沟谷地相的坡洪积或残坡积成因为主，与滨海相或河湖相软土相比工程性质相对较好，压缩系数相对较小，而渗透系数相对较大。受沟谷形地形条件的限制，软弱地基的分布多不连续，软弱地基厚度在空间上变化较大。这类软弱地基虽然物理力学指标较低，但大多达不到软土标准，故国内很多地方或行业也将其称为松软土。
虽然四川省软弱地基的物理力学性质较以沿海省市为代表的软土物理力学性质要好，但由于四川省地形地貌变化较大，公路路堤填筑高度往往较大或多有陡坡路堤分布，当路堤的稳定性或工后沉降不满足相关要求时，需对软弱地基依据具体工点所在的地质环境和路堤特征进行针对性的工程处理。
2. 软弱地基概念
由于公路路基设计规范没有提供内陆省份中常见的非典型软土判断指标，而只提供了典型的软土鉴别指标，如天然含水量、孔隙比、直剪内摩擦角、十字板剪切强度和压缩系数。考虑到内陆软弱地基的特殊性，2013年交通部发布了《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》，在原规范软土的鉴别指标基础上增加了静力触探指标，即当Ps小于0.75MPa时归为软土地基。并在“宣讲”时建议将孔隙比为0.7～1.0的粉质土定名为软弱土，即软弱地基。考虑到软弱地基与软土的相似性，软弱地基的处理工艺、勘察要求等与软土基本相似。作为工程中的不良地质体来说，软弱地基的概念其是相对的。如对同一种土层来说，若路堤填筑高度较大，造成路堤沉降和稳定性不满足规范要求，则可以将其归为软弱地基；反之，若路堤填筑高度较小，使路堤的沉降和和稳定性满足了规范要求而不需要进行工程处理，就不应称为软弱地基。但一般来说，当静力触探Ps大于0.75MPa时，由于该土层的物理力学性质相对较好，因此，对于一般路堤来说，其沉降和稳定性在一般情况下往往是可以满足规范要求的，也就是说，这些“软弱地基”是不需要进行工程处理的。而相对于一些高填路堤或陡坡路堤的下伏土层，则可能在填料的作用下存在沉降或稳定性不能满足规范的情况而需将下伏土层划为软弱地基进行处理。因此，对路堤下伏土层是否要归入软弱地基进行工程处理，关键是要根据相对应的、合理的沉降和稳定性分析计算结果作为依据。目前，在四川省有些设计单位在软弱地基的处理中，将不同填高路堤的下伏土层在静力触探Ps大于0.75MPa，甚至将静力触探Ps大于1.5MPa的土层均归入了软弱地基进行处理是不科学和不严谨的。这虽然通过加大工程处理力度而减小了由于基础资料不准确可能造成的工程安全问题，但也大大提高地基处理的工程造价，使工程的经济性指标严重不合理。其实，省内外很多设计单位和研究单位，如中铁二院、中交一院、广东省公路勘察规划设计院等企业，当一般路基位于静力触探Ps大于0.75MPa的土层时，通过计算分析，往往没有将其归入了软弱地基进行工程处理，也取得了良好的工程效果。
3. 软弱地基处理的基础资料
公路相关地质勘察规范要求初勘阶段二级公路以上的软弱地基钻探点间距在简单场地为700～1000m，复杂场地为500～700m，钻探取样为1.0～2.0m取一组原状土样。详勘阶段二级公路以上的软弱地基钻探点间距在简单场地为500～700m，复杂场地为300～500m，钻探取样为1.0～1.0m取一组原状土样，并对样品进行相应的物理力学指标试验，从而为软弱地基的沉降、稳定性提供基础资料。由于多种原因，目前四川省公路勘察时对软弱地基的钻孔、原状土取样非常少。有时即使进行了部分取样，也往往存在只提供试验难度相对较小的含水量、孔隙比、液限、塑限等指标，而对压缩系数、固结系数、快剪内摩擦角等试验较复杂的指标基本上没有提交。当前，四川省对软弱地基地质资料的分析多以操作简单的静力触探为主。但静力触探作为软弱地基众多指标中的一个参数，它主要对软弱地基的承载力进行直观的定量判定，但对我们所关心的沉降和稳定性并不能提供直接的判定。目前，四川省公路软弱地基的沉降及稳定性分析计算所采用的相关物理力学性质参数，大多依赖于所谓的相关经验，这就出现了设计文件中虽然“软弱地基”的沉降和稳定性均满足规范要求，但由于对经验参数的可靠度缺乏足够的信心，故技术人员仍然坚持对下伏土层进行处理的诡异现象。反映在设计文件中则多有自相矛盾，这在笔者参与咨询和审查的公路路基处理中是非常常见的。如四川省某高速公路设计中共有“软弱地基”285处，在设计文件中反映，有132处工点，即46.3%的工点在不进行工程处理的情况下，工后沉降及稳定性均满足规范要求。但从设计文件看，这些工点仍然进行了大规模的工程处理，这是非常不合理的。甚至文件中多有将处于坚硬、硬塑的土层归入软弱地基而采用塑料排水板进行处理的不合理工程措施，造成了塑料排水板无水可排的情况发生，这种处理方案是完全错误的，这在四川省软弱地基的处理中是很常见的，造成相当大的工程浪费。
4. 软弱地基的工后沉降
目前，四川省对软弱地基的处理后的路堤稳定性方面争论较少，主要问题集中在公路路堤的工后沉降方面，下面对此进行重点说明。国内外很多地区依据各自具体因素的考虑，对公路软弱地基的沉降指标有着不同的定值。如我国公路路基设计规范规定，高速公路软土地段的一般路基工后沉降应小于30cm，涵洞处应小于20cm，而桥台处应小于10cm。而日本则没有对路基沉降进行严格限制，只是加强了路基的后期养护，德国则要求路基工后沉降不大于10cm等。对于软弱地基的工后沉降，当然是沉降越小越好，但软弱地基处理的力度是在路堤安全的前提下所进行的行车舒适性与经济性的博弈平衡点。对软弱地基处理的越彻底，势必使软弱地基处理的工程造价越高。因此，一味的追求舒适性必然会使软弱地基处理的经济性变差，这就需要在软弱地基处理的舒适性与经济性指标两方面寻找一个平衡点。也就是说，在软弱地基的工后沉降与稳定性满足安全的前提下，应考虑过多的经济投入是否有必要带来更高的行车舒适性要求。如广东省对于软弱地基的处理基本上以满足规范要求为标准，通过多年的实践来看，在保证一定行车舒适性的基础上取得了较好的经济性指标。而四川省的多要求工后沉降在路堤段不大于5cm或接近于零，桥涵部位接近于零，这虽然使行车具有了更高的行车舒适性，但经济指标相对较差。四川省的沟谷相软弱地基，粗颗粒含量较滨海相、河湖相软土较多，故固结沉降相对较快，只要工期适当安排，工后沉降基本上可以满足规范要求的。对于四川省软弱地基处理限制较多的是由于软弱地基多为沟谷相，故软弱地基往往依附于一定的斜坡，这就造成路基的稳定性多成为软弱地基处理的控制因素。因此，对于此类软弱地基的处理，应考虑提高路基的稳定性，而不是采用软弱地基处理方式的“满堂”处理，以防工程费用的过分提高。如四川省某高速公路共有“软弱地基”63处，根据设计文件反映，经分析计算后有62处，即98.4%的工点在不进行工程处理的情况下工后沉降满足规范要求。24处工点的路堤稳定性满足规范要求。这就是说，该高速公路只有一处工点的工后沉降不满足我国规范的要求而需进行处理。37处工点只需对路堤的稳定性进行处理，而不应对沉降进行处理。但从设计文件中看，技术人员对这些工点进行了大规模的“满堂”工程处理，这是非常不合理的，直接造成了工程费用的大幅提高。根据设计审查时沟通发现，技术人员对这些“软弱地基”均进行大量工程处理的原因是其分析计算所依据的物理力学参数来自于所谓的经验，故即使沉降与稳定性满足规范要求，也由于对参数的可靠缺乏信任而采取了大量的工程处理。
5．软弱地基的不均匀沉降
对于软弱地基引发的不均匀沉降，公路路基规范并没有做出明确的要求。而根据有关学者研究，对于时速120km/h的高速公路，在20m的长度范围内沉降差达到14.7cm，即坡比为0.735%时会对行车的舒适性造成一定的影响；当不均匀沉降坡比不大于0.4%时，对路面功能有较大影响；而对不均匀沉降敏感性很高的设计时速为300km/h的无砟轨道客运专线，铁路规范要求工后沉降不应大于20mm，路桥、路隧结构物过渡段的不均匀沉降差不大于5mm, 路基的不均匀沉降不大于1.0‰。从四川省公路软弱地基处理的情况来看，基本上要求不均匀沉降为零，甚至是工后沉降为零，这个数值对比于行车的舒适性、路面功能及高铁规范，应该说是偏于严格，这也就造成了四川省公路软弱地基处理费用的快速攀升，这在一定程度上存在得不偿失的问题。因此，应该允许高速公路在一定范围内存在合理的不均匀沉降。
对于公路路基中常见的“桥头跳车“问题，工程中一般均会设置路基与桥梁的过渡段进行处理，也就是说在与桥头相接的一定长度路基范围内，采用较其他路段的路基处理措施更强的工程措施来实现，从而减小近于零沉降的桥梁与路基之间的沉降差。而针对于软弱地基段桥头路基处理，设计时均会采用相关过渡段的复合地基处理，也完全能保证行车的舒适性。近年来，国内较多省份已采用施工方便、工程造价低，重量轻、强度高的气泡混合轻质土在处理桥涵软弱地基段的跳车、路基加宽及减小桥宽或减小桥台双排桩的工艺，很好的解决桥涵段软弱地基跳车问题。该工艺在笔者2013年指导下首次在四川交通系统中成功应用，即在G317国道改建中首次获得了成功应用。该工艺若能在四川省推广应用，则有着很好的应用前景。
6．软弱地基文件编制
四川省软弱地基多为沟谷相成因，这就是说软弱地基的厚度在一定长度范围内存在较大变化，这就要求进行软弱地基处理时，工程措施也应适应软弱地基厚度的变化而变化。故规范明确规定在设计文件中除提供软弱地基的工程处理的地质横断面外，还应提供工程处理软弱地基段的不同里程工程处理的地质纵断面图，从而在施工的过程中可以有效的依据软弱地基的厚度而设置相应的工程措施进行“照图施工”。但四川省的相关公路设计文件中往往不提供软弱地基处理的工程地质纵断面图，工程措施往往以代表性横断面的最深层的软弱地基进行控制处理。这就造成软弱地基厚度发生变化时工程措施不能及时有效的进行调整。从而在施工的过程中造成了较大工程浪费或可能造成施工方过多的工程量虚报。
7. 软弱地基处理工艺
从处理工艺上来看，四川省高速公路对深度大于3.0m厚的软弱地基基本上采用塑料排水板为主和以碎石桩为主的处理工艺。
对于处于可塑～流塑的软弱地基来说，采用预压法（超载、等载、欠载或真空预压）进行软弱地基处理是最为经济的工程措施；当路堤稳定性欠缺而征地条件允许或区内存在较多的弃方时，该工艺常和反压工程配合使用可有效的解决软弱地基的沉降和稳定性问题。目前，四川省主要是采用塑料排水板的等载或欠载预压工艺，而对超载预压工艺应用较少。
图1 塑料排水板施工现场
条件限制无法采用预压为主的处理工艺时，则需对软弱地基进行复合地基处理。国内对于深度大于3.0m的软弱地基处理的复合地基法成熟工艺主要有属于散体桩的碎石桩，属于半刚性桩的搅拌桩，属于刚性桩的CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）、素砼桩及预应力管桩等常用桩型，它们的特点简述如下：碎石桩往往应用于松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基沉降要求不严的土层，它是四川省公路复合地基法处理软弱地基的主要工艺。该工艺多年来取得了较好的处治效果，但从软弱地基处理的方法来看，采用以碎石桩为主的软弱地基处理方法偏于单一，且经济性较差，安全度较低。尤其是针对四川省路堤填高较大和陡坡路堤较多的实际情况，碎石桩的单桩抗剪性能相对较差，加之碎石用量大，导致工程造价较高。在四川省碎石桩的造价对于桩径为50cm的碎石桩约为100～160元/m。
CFG桩、素砼桩及预应力管桩主要应用于深度大于15m的软弱地基处理，其桩体刚度大，能有效的提高软弱地基的承载力及抗剪力，该桩型在沿海省份软土处理中广泛采用，桩径为50cm的CFG桩和素砼桩造价约90～120元/m，桩径为30cm的预应力管桩造价约200元/m。由于四川省软弱地基厚度多小于15.0m，故在四川省公路系统中应用较少。目前交通系统只有笔者指导首次在乐汉高速公路龙池互通、厚30~40m的湖相软基中成功应用了30万米。
搅拌桩主要应用于正常固结的淤泥及淤泥质土、粉土、素填土、粘性土及无流动地下水的饱和松散砂土，这是国内应用最为广泛的复合地基法桩型之一，其合理造价对于桩径为50cm的搅拌桩约为50～60元/m。
搅拌桩在四川省有着广泛的应用前景，这是由于四川省大多数区域内的软弱地基有机质含量往往不大于12%，塑性指数也小于25，非常适合搅拌桩的应用。加之省内软弱地基厚度基本小于15.0m，故施工质量也有较好的保证。尤其是四川省高填路堤和陡坡路堤较多，采用具有较大抗剪强度的搅拌桩，能有效的提高路堤的安全度。
目前，搅拌桩工艺在笔者的指导下，首次在交通系统的巴广渝高速公路中获得了几百万米的大规模成功应用。根据后期工程检测，搅拌桩的各项指标均达到了设计要求，较原设计的碎石桩处理工艺，工程造价下降了约50%左右，获得了巨大的经济效益。根据四川省每年约1000万米的复合地基桩长度进行估算，搅拌桩工艺每年可较碎石桩工艺节省工程费用约5～6亿元。因此，搅拌桩的推广应用将使四川省公路的软弱地基处理工艺向前迈进一大步。需要说明的是，由于四川省公路系统对搅拌桩应用少，造成工程概预算文件中往往存在过高的造价测算，这在一定程度上不利于四川省搅拌桩处理工艺的推广。
8. 结论
1）从目前来看，虽然软弱地基的划分标准仍存在一定的争论，但无论软弱地基的标准如何划分，只要工程中软弱地基的沉降和稳定性不满足要求，就需要对其进行处理，反之，则不必进行处理。因此，技术人员不必过多的纠缠于软弱地基的划分的形式问题，而应更注重于下伏土层能否满足公路路堤的使用要求，能否满足规范的相关要求。2）四川省软弱地基处理方面对外交流较少，这在一定程度上限制了四川省软弱地基处理技术的及时更新。尤其是在四川省公路基建规模大，设计压力较大时，对新工艺往往无暇与外界进行沟通或引进，造成了四川省软弱地基处理工艺落后于国内对软弱地基处理较为先进的省份。3）软弱地基处理工程作为地质工程的一个分支，在工程实践中应允许个别工点发生可控的“病害”，而不应为确保安全对所有软弱地基进行“铜墙铁壁”式的工程处理，从而有效提高工程的经济性指标。
