公路软基路堤的岩土设计

银明锋

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 519000

摘要：公路工程是我国的基础建设工程之一，其主要的作用是为了更好的实现我国的交通建设效果，从而实现城市与城市之间的联通，让城市之间的贸易更加的密切，是我国经济发展的重要内容之一。而在公路工程中，软土成为其中的重要建设障碍之一。主要是软土本身的承载力不足及可压缩性大，在实际的建设过程中，很容易出现路基破坏及沉降过大的情况，造成路面的灾害。为了更好的规避此类问题，本文将从公路工程建设中软土的危害入手，展开公路软基路堤的岩土设计探究。

关键词：公路；软基路堤；岩土设计；施工方案优化

一、引言

软基路堤是指在软土场地上回填砌筑道路，路面标高高于场地标高的路基，其路基的承载力弱、土体空隙可压缩性大，在公路的建设中，一般都会避开软土地段，若无法避开，就需要进行软基处理，增加软土的承载力，常见的方法就有水泥土搅拌桩、打砂石桩或碎石桩、换填垫层及堆载（真空）预压等，但具体使用什么方法，还是需要考虑软土分布范围及深度等实际情况，这就要求岩土设计工作立足实际情况合理选择处理方案，既有效的提升软土路基的承载力、减少路面工后沉降，又在经济上合理，确保可以更好的利用现有条件完成公路的建设。因此，在我国公路建设中，一旦出现了软基路堤的情况，就特别需要细化设计工作。

二、公路工程建设中软土的危害

1.路面承载力不足

通常原状软土承载力很小，一般小于60KPa，路基自重及路面活荷载在基础底面产生的附加应力都会大于原状软土承载力，会出现软土滑动导致的路面破坏。

2.路面结构危害

软土具有高含水率，强度低、要缩性大的特点，路面沉降具有周期长、沉降大、易导致路面产生开裂、下沉、翻浆或路基塌方等危害。

由于软土孔隙比大、可压缩性大，在路面施工完成后的工后沉降期有几年甚至10多年，在路面自重及路面活荷载的长期作用下，路基都会下沉，路基基层可能侵入基底软土层，若软土没做软基处理或处理深度不够，路基强度会降低，易引起路面开裂、下沉等。路基下软土在活荷载的长期扰动下，软土结构会破坏，保水性会降低，常会形成翻浆，承载力会降低、加速了路面的破坏。

路基塌方是一种路面基层下软土滑动导致的大面积破坏形式，在多种因素有道下发生。路基沉降的过程引起路面损坏开裂，雨水通过裂缝入渗路基底部加速路基破坏；在突然的路面动荷载作用下，软弱路基会发生滑动形成塌方；路基影响范围内的开挖堆载改变了路基的应力分布，也会导致因软土承载力不足发生路面塌方。

3.费用增加

为满足承载力及沉降控制，软基路堤普遍都需要软基处理后才能砌筑路堤，软基处理措施增加了公路建设成本，同时软基处理时间增加了建设工期。

软基路堤投入运营后常伴随地面沉降过大，路面损坏等风险，增加了长期监测与道路维护费用。

因此，在实际的建设中需尽可能避开软土地段进行道路选线。

三、公路软基路堤的岩土设计

1.公路软基路堤沉降变形特点

软基路堤是一种比较常见的路堤类型，其本身的构成是由软土来构成，而软土出现的情况一般是比较复杂，大部分的情况是因为土壤中的水分过大，这种水分就让土壤中有着更大的空隙，所以本身的就更加的软，也就没有了承载力。当然，其不仅仅是水的问题，如果是土壤的构成比较复杂，都是硬颗粒的部分，而且本身质地偏脆，也会出现此类情况，类似于沙土的情况，所以，软基路堤本身也有着自己独特的特点，其沉降和变形是随着成分而变化的。一般来讲，荷载的加大或减小，和基础沉降有着直接的关系，对于倾斜的荷载产生的沉降差和中心荷载产生沉降差相比较，倾斜荷载产生的沉降差要大得多，因为路堤的高度差异与地基的沉降，都会导致路面的不均匀从而变形，因此需要进行相应的处理，才能提升路面的通行性。

2.公路软基路堤的沿途设计方案

公路软基路堤设计需根据场地的软土分布特点合理选择处理方法。常用的软基处理方法有换填垫层、水泥土搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩、砂桩或碎石桩及堆载（真空）预压等。

换填垫层适用于处理基底下软土厚度不大，一般3米以内的软土地段。垫层材料通常选取承载力较高的碎石土、中粗砂、粉质黏土、工业废渣及土工合成材料等。挖出软土后，将垫层材料行分层回填夯实，以提高路基的承载力。

水泥土搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩等胶凝材料刚性桩，适用于厚度大于5米的深厚软土地段，采用胶凝材料对软土改良，以提高复合地基承载力。通常桩端入软土以下非软弱地层1m以上可显著提高承载力和控制变形。

砂石桩或碎石桩等散体材料打入软土中，置换软土增加地基承载力，同时碎石等大孔隙材料渗透性大，加速了软土固结排水速度，处理深度15m以内。

堆载（真空）预压法常用于处理大面积深厚软土层，处理厚度可大于20m。通常先打竖向排水桩，主要有塑料排水板和砂石桩，然后通过地表堆载或抽真空施加有效应力，排出软土内的水分增加软土承载力。通常需在处理范围边界打隔水墙，如打黏性土桩或水泥土搅拌桩等，阻隔处理区与外界的水力联系以增强处理效果。堆载期间产生的沉降及软土承载力满足设计要求后才可卸载。

以上软基处理方法需根据实际场地软土分布特点选择使用。道路路线确定后，设计人员需根据软土的分布厚度、深度初步划分处理地块，选定不同的处理方法。根据已有的勘察资料，对每个地块进行软基处理计算，计算结果需满足承载力和沉降要求，然后对处理方法进行优化对比，选择经济合理可靠的处理方案。

四、结语

综上所述，公路是我国的重要交通枢纽，我国的各个地区都在积极的进行公路的建设，希望能通过公路实现经济的全面发展。但是在公路的建设中，场地软土对于其建设的基础要求比较高，一旦出现软基路堤的情况，就需要充分的考虑如何能提升软基路堤的承载力，从而让其满足公路的实际需求。事实上，我国的公路建设中，也都会尽力的避免软基路堤的出现，其不仅仅建设过程中，会需要更多的资金来辅助，而且后期的养护费用等也较多。不过，在遇到了软基路堤的时候，要通过岩土设计工作，尽可能的解决软基路堤的承载力及沉降变形问题。对此，本文提出软基的危害，详细阐述了软基路堤的岩土设计办法，给我国的公路建设部门人员以参考，进一步的提升软基路堤的建设效果。

参考文献

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