高速公路软土路基勘察设计的思考

高速公路软土路基勘察设计的思考

发表时间：2019-07-16T16:29:19.277Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：熊仆

[导读] 摘要：路基主要是指高速公路建筑施工中用于支撑公路的一个重要部分，其本身的质量好坏不但会对高速公路的实际施工质量造成影响，而且还会对高速公路本身的使用年限与安全性等造成影响。

中交第二公路勘察设计院有限公司湖北武汉 430000

摘要：路基主要是指高速公路建筑施工中用于支撑公路的一个重要部分，其本身的质量好坏不但会对高速公路的实际施工质量造成影响，而且还会对高速公路本身的使用年限与安全性等造成影响。在我国，国土面积十分宽阔，且各个区域中其地质也具备过多的差别，因此，在开展高速公路施工中，要依据相关的勘察标准和施工规定等，要求企业按照这些规范合理施工，以保障施工质量。

关键词：高速公路；软土路；基勘察设计

1勘测的各类核心

勘察工作总量要依据软基相关设计规定科学地施予分配，应高效且充分，并顾虑到不一致勘察方式本身的特征，彼此实施协作。本次勘察依据交通部《公路工程地质勘察规范》（JTGC20－2011）、交通部《公路路基设计规范》（JTGD30－2015）中的路基边坡施工图设计阶段工程地质勘察要求与本公司技术主管部门和设计部门提出的技术要求执行。（1）为了鉴定与监测土层相应的厚度，开展抽样室内实验与实地原位实验等，运用到钻孔，运用的方法，初勘钻探点控制间距应按照公路《公路工程地质勘查规范》（JTG C20-2011）表8.5.9-1执行，详勘钻探点控制间距应按照公路《公路工程地质勘查规范》（JTG C20-2011）表8.5.10-1执行。（2）为了监测土体处于无法排水的前提之下的抗剪力度，要运用十字板形剪切实验，实验方法即为不单应监测室内抗剪力度的各类实验指标，还要监测天然含水总量多于液限或是处于自重应力之下无法维持原本构造的软黏土抗剪力度。（3）为了判别并监测各类地质层次，实施静力触探。地质主要就有：强风化灰岩：灰色，薄～中厚层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，厚约2．0～4．0m。中～微风化灰岩：灰、浅灰色，薄～中厚层状，节理发育～不发育，岩体较破碎～较完整，岩质较硬。强风化泥质灰岩夹泥岩：灰、灰黄色，薄～中厚层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软。厚约1．0～3．0m。中风化泥质灰岩夹泥岩：灰色、深色，薄～中厚层状，节理发育，岩体较破碎，岩质较软。

2规划设计本身的原则

在明确软基勘察相关规划之前，要依据各类项目实际案例与设计方法，增强对本地建筑企业、监管企业的了解。这类方法与经验能够依据处理程序、施工原因等许多方面，以辅助规划更为健全与完善，规避了设计错误。探访工作应在初始设计时期中结束。根据工程地质调绘、钻探等结果，场区中的不良地质为淤泥质土，针对软土的性质（淤泥质土），位于路基中部宽缓冲沟内，钻探揭露厚度7．2～7．7m，灰黑、灰褐色，软塑～流塑状，含碎石5%左右，粒径2～4cm，成分为灰岩、泥质灰岩，味微臭。路基填筑易发生塑向沉降及侧向滑移，对路基影响较大。处治建议：淤泥质土平均厚度均大于5m，须采用复合地基进行处治。软基勘察一般运用复合地基与排水固结，在工期规定较为宽松、平稳性满足规定、没有其余约束时，首先顾虑运用排水固结。路基本身的平稳性会对勘察规划的带来影响，最高填土高度则成为这其中十分关键的重要因素。在工期具备相应的规定后，固结所需时间过少，一般无法与沉降相关规定相符，这时，规划大多选取复合地基。其余对软基勘察规划选取产生约束的因素主要就有：其一，沉降规定较为严谨，比如，对于现存堤坝、高压电塔等具备软基拼接应充分考虑复合地基；其二，部分特殊路段对于某一施工设施及场合有所制约，比如，被周边各类建筑所影响，对管桩实施打设被约束，要选取其余规划。淤泥质土位于填方路基中部冲沟内，且淤泥质土平均厚度大于5m，建议采用复合地基进行综合处治。填方区两侧山体覆盖层为含碎石粘土，全部清除覆盖层，在岩石地基上设台阶，填筑路基。路段区地势为场区的最低处，冲沟上游及泉点S1水流均汇集于此，区内地表、地下水流通不畅，需作好填筑体内地下水、地表水的疏导，设置完善截排水措施。

3软土路基环境下高速公路路基设计

软土路基环境下高速公路路基设计的基本原则是，满足公路容许工后沉降和地基稳定要求。高速公路路基设计程序是：根据工程项目对于地基承载力的要求，判断天然地基是否与要求相符，若是满足则可直接使用天然地基；若是不满足，则需对天然地基处理方案进行设计，提升其承载力，以满足上部结构要求，以天然地基的勘察资料、类似工程施工经验为依据，分析地基处理方案的可行性，展开技术经济性比较，选取最佳方案；以地基处理方案指导施工。

4实例分析

4.1工程概况

文章仅以某高速公路的路基设计为例展开了具体分析。此高速公路全长203km，部分路段处于湖泊软土区域，共计约40km，沿线地基土以淤泥、淤泥质土为主。

4.2路基设计参数

根据高速公路勘察资料，拟定CFG桩复合地基方案，相关设计参数计算如下：1）桩长。根据勘察报告，以各个土层承载力为依据，确定桩端持力层、桩长，本路段淤泥软土埋深3.0~8.0m，设计桩长平均5.0m、最大10.0m，由此令CFG桩穿过软土层。2）桩径。设计选用振动沉管成桩工艺，沉管直径Ф0.35m，确定桩径0.40m。3）桩距。根据相关经验，桩距取桩径的3~5倍，由此桩距取值1.2~2.0m。4）桩体强度。根据软土地层分布情况于相关参数，计算单桩承载力特征值218kN，桩体强度为5.2MPa。综合考虑诸多因素的影响，确定设计桩体强度取值15MPa。5）褥垫层厚度。本路段上部结构是路堤柔性荷载，CFG桩复合地基褥垫层取0.40m厚，选用附近河沙。6）布桩形式[3]。本工程选用正方形满堂布设方案。4.3复合地基相关计算CFG桩复合地基承载力可用公式（1）计算：fspk=mRaAp+αβ（1-m）fsk式中，fspk为CFG桩复合地基承载力特征值，kPa；m为面积置换率；Ra为单桩竖向承载力特征值，kN；Ap为桩截面积，m2；α为桩间土强度提高系数α=fsk，fk；fsk、f分别为天然地基、加固后桩间土的承载力特征值，kPa；β为桩间土承载力折减系数，0.75~0.95。由勘察测试可知，此路段天然地基承载力均值=71kPa，β=0.75，桩间距取值分别为1.5m、1.8m、2.0m，相应的计算得到CFG桩复合地基承载力特征值=406kPa、301kPa、239kPa。综合考虑理论计算取值的不精确性与施工作业的不利因素影响，取折减系数0.7，得到相应的计算得到CFG桩复合地基承载力特征值=284kPa、210kPa、168kPa。此路段计填土厚度=6.7m，考虑路面荷载、安全储备，当桩间距=2.0m，CFG桩复合地基承载力特征值=168kPa，满足设计允许值要求（＞160kPa）。

5结论

综上所述，软土天然含水量高、强度低、压缩性高以及触变性、蠕变性大，且不同区域的软土特性存在一定差异，由此成为公路建设