某高速公路路基设计及软土地基问题分析及讨论

某高速公路路基设计及软土地基的问题分析及讨论

【摘要】本文结合一某高速公路的软土地基实例的设计，针对当中的质量问题和设计理论进行了详细分析，并重点分析软土基础设计及处理措施，根据路面设计的实际情况，保证着设计质量。【关键词】高速公路；路基；软土地基分析

前言

路基设计是公路最基本的组成部分之一。保证公路沿线都具有坚实而稳定的路基，是路基设计的中心任务。路基又是支撑路面的一种土工建筑物，在挖方地段，路基通常是路面下的天然地层；在填方地段，则是填筑起来的压实土层。路基和路面构成了公路建筑的主体。

概况

该高速公路全长56.6km，设计标准为双向四车道，设计速度为80km/h，路幅宽度为26.0m.

1、一般路基设计

1.1 路基设计组成

路基设计组成如下：

①整体式路基整体式路基宽度为26.0m，其中，行车道2×2×3.75m、硬路肩2×3.0m（含右侧路缘带2×0.5m）、中间带3.50m （中央分隔带2.0m、左侧路缘带2×0.75m）、土路肩2×0.75m；

②分离式路基适用于隧道出入口的路基，单幅路基宽度为

13.0m，其中：行车道2×3.75m、硬路肩3.0m（含右侧路缘带0.5m）、

左侧路缘带1.0m、土路肩2×0.75m。

1.2 超高方式、设计标高及路拱横坡

超高方式、设计标高及路拱横坡的具体设置如下：

①路线平曲线半径小于5500m时，在曲线上设超高，对于整体式路基，超高采用绕中央分隔带外边缘旋转的方式，超高过渡在缓和曲线内完成；对于分离式路基，超高采用绕各自的行车道中心线旋转的方式，超高过渡在缓和曲线内完成；

②对于整体式路基，路基设计标高为距路线中心线1m处的路面标高（中央分隔带边缘路面标高），对于分离式路基，路基设计标高为各自行车道中心线处的路面标高；

③正常路段的行车道和硬路肩采用2%的路拱横坡，土路肩横坡为4%。

1.3 路基边坡坡率

路基边坡坡率具体设置如下：

一般填方路段的边坡坡率见表1，护坡道宽2m，护坡道和边坡平台分别设置外倾3%和2%的横坡；

②一般挖方路段边坡，按岩石风化情况、土质条件采用不同的坡率，全风化、土质边坡的坡率为1∶1～1∶1.5，强风化边坡坡率为1∶0.75～1∶1.25，弱风化边坡坡率为1∶0.5～1∶0.75，微风化边坡坡率为1∶0.3～1∶0.5，边坡高度均按10m控制，平台宽2.0m，平台内侧修筑40cm×40cm的拦水沟，第一级边坡坡脚设置2m宽的碎落台；

③深挖路堑（高边坡）是指土质边坡高度≥20m或岩质边坡高度≥30m的边坡，路堑高边坡坡率采用特殊设计。

1.4 纵横向填挖交界处处治设计

本工程斜坡路基主要分布在沿山腰布设的地段，在路线纵向填挖交界处及一般斜坡路基横向填挖交界处，很容易出现路基开裂甚至滑移。为减少因不均匀沉降而引起的开裂和滑移，本项目采取了如下措施：

①对所有自然边坡坡度大于1∶5的路段，均按要求挖台阶填筑，挖台阶后回填应严格按给定的压实度标准实施；

②在路线纵向填挖交界处及横向半填半挖处设置了三层tgdg50土工格栅和一层玻璃纤维土工格栅（设在沥青面层内），单向土工格栅应先进行预拉，并用u型锚钉锚固；

③为防止水对斜坡路基的影响，斜坡路基内设置纵横向排水设施。

1.5 路基边坡防护设计

1.5.1 填方路段

填方路段防护设计如下：

①填土高度小于4m时，边坡采用植草或铺草皮防护；填土高度为4m～6m时，边坡采用三维网植草防护；填土高度为6m～8m 时，边坡采用拱形骨架植草防护；填土高度为8m～12m时，分两级边坡，两级边坡分别采用拱形骨架植草和植草防护；填土高度大于12m时，分三级边坡，上两级边坡采用拱形骨架植草防护，

最下一级边坡视该级边坡高度采用植草或拱形骨架植草防护；

②护坡道、土路肩、排水沟外侧至界桩范围均采用植草防护；

③过鱼塘、水田、菜地路段采用m7.5浆砌片石铺砌护坡或护脚。

1.5.2 路堑挖方边坡

路堑挖方边坡防护设计如下：

①一般土质边坡和全风化、强风化边坡采用植草或铺草皮（边坡坡度缓于1∶1）、挂网植草、拱架植草防护；

②弱风化、微风化岩质边坡除高边坡采用护面墙外，其余地段均采用喷混植生防护；

③当采用护面墙时，边坡平台或碎落台种植爬山虎等攀爬植物；

④碎落台处填筑30cm粘性土，其上植草或铺草皮进行绿化；

⑤碎落台和边坡平台设置30cm厚的m7.5浆砌片石或喷射10cm 厚的c20混凝土防护（岩石地段），并在边坡平台设置平台截水沟。

1.5.3 挡土墙防护设计

挡土墙防护设计如下：

①在边防公路、中天大道地段，由于直接放坡将侵占边防公路、中天大道，因此在路基右侧设置衡重式、重力式路肩或路堤挡土墙，墙身采用m7.5浆砌片石砌筑，墙底垫层采用c15片石混凝土，片石抗压强度不小于30mpa，墙面用m7.5砂浆勾凸缝；

②挡土墙与排水沟之间的护坡道铺砌40cm厚的m7.5浆砌片石，片石上填筑30cm的耕植土，并间隔0.5m种植爬山虎。

2、软土路基处治设计

2.1 地基极限高度分析

一般软土地区路堤的极限高度为3m～5m。本工程软基主要分布在互通立交及山间洼地等地段。互通立交范围内软土一般为淤泥、淤泥质亚粘土，厚度一般在15m左右，物理力学性质极差；山间洼地地段软基主要分布在k22+650 ～k23+250、k38+210～k40+012、k43+360～k43+450段落，软基埋深从4.2m～12.9m不等，软基厚度为1.0m～9.5m；其余段落，如k45+550～k45+670、k46+440～k46+500、k47+280、k47+360、k47+550～k47+800，均存在

埋深小于5m的软基，软土一般为淤泥质粗砂、淤泥质砾砂、淤泥质亚粘土。

极限高度计算方法如下。

均质薄层软土地基路堤极限高度为：

式中符号意义同前。

对于非均质软土地基的路基极限高度，由于非均质软土地基土层比较复杂，各层性质不同，其路堤极限高度需要用圆弧法计算确定。条件允许时可由筑堤试验确定。

对于有硬壳层的软土地基的路堤极限高度，当覆盖在软土层上强度稍高的表层上厚度>1.5m时，应考虑其应力扩散，减少地基沉降的效应，此时极

限高度he为：

式中： h-硬壳层厚度（m）。