公路路基路面设计中的软基处理

公路路基路面设计中的软基处理

王发玉

山东临沂交通工程咨询监理有限公司 , 山东省 临沂市 276000

摘要：当前时期，我国社会经济日新月异，加之城市化脚步不断加快，进而使得我国城市化建设的速度也在提升，而市政工程作为与人们日常出行紧密相关的惠民工程，做好工程建设施工工作非常关键，其会对整个交通环境形成影响。市政道路工程施工中，最常见的一类地基就是软土地基，想要充分保证道路路基的安全性及稳定性，需要合理科学应用软土地基加固技术进行处理。这样，不但会延长市政道路的使用寿命，并且也能充分满足有关工程建设的质量标准，实现经济效益的理想化状态。

关键词：路基路面；软土；软基处理

在公路路基路面设计乃至施工当中，遇到软弱土非常麻烦。但软弱土又是一种非常常见的不良地质条件，与公路工程的质量要求存在严重冲突。一般情况下，设计方案是否最优化，将在一定程度上决定公路工程最终的质量，所以在路基设计阶段，就落实好软土地基的处理问题，具有非常显著的现实意义。

一、处理软体路基路面的必要性

对于公路路基来说，其是承担路面及其上部荷载的重要载体，必须要足够稳定，如果路基处于软土之上，并且在设计中或者是施工中没有选择恰到好处的处理方式进行处理，则在水以及荷载的作用下，路面很容易出现垂直沉降，危险性极高。而路面作为公路上层结构，路基发生沉陷，路面必然出现破坏，轻则出现裂缝，重则直接就在路面出现一个大坑，这对于行车安全性有着极大的影响。

软土含水量非常高，最大含水量能达到80%，而且孔隙率非常大，在大量土工试验中，软土抗剪强度比较好的情况下仅有20kPa，而且一旦受到扰动，强度还会大大降低甚至出现流体状况。所以对于公路工程来说，软土是影响公路基础质量的不利因素，为此必须要妥善处理软土路基。

二、软土路基路面设计上的不足

（一）案例展示

虽然软土路基处理起来很麻烦，但是在路基路面设计当中又必须要特别重视软土路基的处理。然而事实上很多设计方案上的缺陷，容易导致后续施工期间，路基出现各种各样的问题。例如说，某标段公路工程设计中选用袋装砂井处理软土地基，并在路堤底部铺设0.13m的砂垫层，同时砂垫层中需要铺设2层有纺土工布，路基回填土高度3.10m（设计临界高度5.10m）。在具体的施工中，砂井施工花费一个月工期，而砂垫层和土工布施工却滞后了4年才施工，后续路基土方回填时，土源问题导致回填一度停止，并且在填筑一定高度后发生塌陷，且坡脚以外两侧凸出11.25m。事实上，在本案例当中，施工中所采取的措施均符合设计要求，但还是发生了事故，笔者认为根本原因还是设计方案并不够合理，由于场外因素的影响，考虑多方因素后，应采用粉喷桩处理技术进行施工。同时由于对地下水位的考虑不到位，导致在设计方案中虽然有排水措施，但不够完善，施工中排水不畅。

（二）不足总结

结合上文的案例来看，在公路路基路面设计当中在细节方面存在很多不足。具体来看，可以归结为如下几个方面。

其一，对地质勘查报告的重视程度不够，在设计当中容易忽略一些细节，导致后续施工出现问题，如上文案例中，由于地下水位过高，周围又没有自然出水口，尽管设计方案中要求设置排水沟，但不够合理。

其二，软基有很多处理方法，比方说换土、反压护道、砂井、CFG工法桩、强夯法、真空预压等等。这些处理技术方法各有各的优点和缺陷，并且有着各自的适用范围，在具体的项目当中如何选择是比较令设计人员头疼的问题，稍有疏忽就可能导致设计方案不合理。

总的来说，公路路基路面设计当中，针对软基问题，最为关键的就是要根据详细的地质报告来选择最佳的软基处理技术，由此再考虑其他的一些因素，比如工期、成本、结构、材料等，对设计方案进行优化，才能尽可能的保证设计方案的质量。

三、公路路基路面设计中软基处理

（一）软基处理技术

软基处理技术有很多种，按照技术原理来看，主要包括置换、排水固结、振动挤密，胶结和加筋等。具体到技术方法上则包括换填法、抛石挤淤法、强夯法、堆栈预压法、CFG桩法、喷射注浆法等等，如果细分可以得到几十种处理方法，不过一般在公路工程实践当中通常比较多的采用换填、振动挤密、排水固结等常规方法。

例如，某公路工程一标段，需要处理12处软基，面积总计79615.2㎡，设计要求采用抛石挤淤加抛填片石辅以垫层的处理方法。设计说明中要求应先核实地质勘查报告的内容，要求随挖随填，施工要求在旱季或枯水季节，清除换填区域的草皮、垃圾等，排除地表水，挖掘排水沟疏干地表滞留水。使用不易风化的砂岩或片石，片石粒径宜300mm以上，如果有小于该数据的，应确保不能超过20%的含量，砂岩级配良好，不含植物残体、垃圾，粒径宜在100mm以内，含泥量小于5%。

对换填区域内地表水进行疏干，对于不能完全征用的土地，其中有鱼塘或水田的，进行围堰施工，设计要求使用土石围堰，顶宽1.5m，以1:1的比例对围堰进行放坡，护坡使用M7.5砂浆砌片石。疏干换填区域内的水后，挖除土体表层淤泥和软土，先抛填软土面，然后用推土机或挖掘机平整和初步夯实，然后使用较小石块填塞垫平，最后使用压路机碾压密实。这个过程中如果地层横坡比例在1：10以上需要由高到低填筑，并在较低侧坡脚外抛填一定宽度的片石平台。使用透水性材料施工垫层，分层碾压，相关参数必须进行实验确定，确保压实度合格。

（二）设计中注意事项

1、关注地基沉降量

熟悉软基处理技术是不够的，在设计中要结合实际情况，根据地基沉降量来选择合适的处理技术。所以首先要明确如何确定地基沉降量。而地基沉降量的确定有较多方法，一般常用分层总和法与规范法。以分层总和法来说，在计算地基沉降量时需要先根据相关的要求和土体性质对土体进行分层，分别计算出各层次的自重应力，地下水位以下的层次则取有效重度计算。然后进一步计算各层次点的附加应力，并计算去各层次界面的平均附加应力值。此后自重应力与附加应力的总和为分层受压后的总应力。此时就可以确定压缩层厚度，并计算出分层的压缩量，最后就可得到基础平均最终沉降量。

地基沉降量是一个非常重要的参数，公路路基稳不稳，这个参数是关键。当面对软基时，就需要按照该参数来选择最为恰当的处理方法。

例如，某市政规划旅游快速通道，设计时速80km/h，双向四车道，路基顶面宽度24.5m，其中中间带3m（两个路缘各0.5m，中央分隔带2m），单车道宽度3.75m，路肩3.25m（硬路肩2.5m，土路肩0.75m）。

根据地质报告，为计算出准确的沉降量数据，将总计17.4m的土体划分为12层，并进行分层总和计算。并由此确定软基处理方法为CFG桩，最终达到公路路基设计规范要求的稳定安全性，但需对路堤边坡进行处置，设置支挡结构。

2、设计时软基处理细节

在设计过程中，必须要注意以下几个细节问题。

其一，当软土地基实际埋深不足5m（含）时，一些较好质地的土体可以充分利用起来，实现软土置换。

其二，而当回填土的实际高度不足4m（含）时，可以在设计中考虑堆栈预压的方法进行处理。而一般情况下，回填土高度在不足6.5m时，沉降量此时基本可以达到最小值，在设计时为保证沉降量尽可能的小，还可以在设计中设计一套土工栅栏，并且在软土中设计土工织物，比如上文第二节中展示的案例，尽管其原方案存在不合理之处，但在设计过程中软基处理方法并没有问题，它是以砂井为主，辅以垫层和土工织物来提高承载力，仅就软基处理来说，这么选择是正确的。可惜由于一些场外因素，主要是工期问题，可能导致后续施工出现问题。

其三，当软基埋深在12m以下时，可以设计采取水泥搅拌桩和土工格室相结合的方式，并适当进行堆栈预压。在预压作用下，搅拌桩和格室相互发生作用，可以形成非常稳固的复合地基。假设说格室片厚度在1mm，而且格室焊接点结合力能够控制在1000N，那么处理后的路基承载力能够达到150kPa的程度。

结束语

综上所述，公路工程中软基的处理是非常关键的一个点，处理不好对公路路基路面的影响非常大。为此需要在设计阶段就需要考虑好软基的处理问题，确定合理的处理技术和施工工艺，保证路基质量。

参考文献

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[2]王生宝. 基于公路路基软土路基处理策略[J].科技创新导报,2018,15(07):42+44.

[3]苏红梅. 成自泸高速公路自贡连接线公路工程设计及软土路基处理[D].西南交通大学,2013.