软土路基环境下高速公路路基设计分析

软土路基环境下高速公路路基设计分析

发表时间：2018-10-12T20:17:26.540Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：李尽旺

[导读] 软土地基是高速公路修建中面临的一大重难点，必须做好相关勘察设计工作，根据实际软土特性选择合理的处理方案，为工程作业的顺利实施提供科学指导

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摘要：软土地基是高速公路修建中面临的一大重难点，必须做好相关勘察设计工作，根据实际软土特性选择合理的处理方案，为工程作业的顺利实施提供科学指导。论文分析了软土的鉴别及其特性，论述了软土路基环境下的高速公路路基设计，以期为同类工程提供借鉴。

关键词：软土路基；高速公路；路基设计

引言

随着我国道路网络系统建设规模与涉及范围的不断扩大，具体工程施工设计面临的水文地质环境大多较为复杂，这就增加了高速公路工程项目建设质量效果的控制难度。此情况下工程建设人员应从实践角度出发，即在明确高速公路工程路基软弱性的前提下，，找出施工设计的控制对策。

1概述

1.1软土路基

软土路基具体指的就是土壤当中水分的含量十分巨大，已经达到了饱和的程度。软土路基的吸水性相比于其他土质地基层而言较差，而经过压力的不断作用，导致了软土当中的水分不断的被挤出和排出。排出水分的土壤相比于压力之前的土壤来说，密度和缝隙都变得更大。

1.2路基设计

所谓路基设计是指按照规定的路线位置和技术要求，对路面建设基础的构造物或土与石料混合建造的线性结构物等方面的设计。路基从材料角度上讲可以分为石路基、土路基与土石路基三种类型。路基设计要求较高的原因在于，岩石的自重和路面的承重力以及路面的车载压力等方面对于路基的要求很高，路基是整个公路结构组成部分的重中之重。标准合格的路基必须有一定的稳定性和强度，而且不会出现沉陷和形状变形以及滑动等一系列病害现象。优良的路基工程特点是工艺相对简单但耗费人力较多，涉及面很广且所需成本投入更多。路基工程的整个程序包括路基前期设计、路基整体结构与路基施工、路基后期养护等几方面。

2软土路基环境下的高速公路路基设计

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，分析软土地基处理方案，展开技术经济指标的对比与研究，选取最佳方案，依据地基处理方案来指导施工。

2.1软土地基的设计标准

软土地基的处理主要是为了控制工程后期的沉降问题。该地对于地基设计的标准是：（1）沥青路面设计的使用年限为15年；（2）容许工期后有沉降问题的发生，一般路段标准≤25cm；路堤与桥台相邻处标准≤15cm；（3）采用应用力学法来计算稳定的安全系数（F），路堤稳定安全系数（F）≥1.32；（4）软土地基在处理后应填软土进行预压，接下来2个月的观察沉降速率≤6mm/月，标准达到则可称为稳定路基；（5）对于路基填土沉降的控制，坡脚处水平位移≤0.6cm/d，路堤中线地面沉降率≤1.5cm/d。可以利用这些数据标准来控制软土地基的施工建设。

2.2路段桥头软土地基工程后软基处理判定标准

在软土地基上修建路堤，前期需要对该地路基的稳定性和地基承载力与沉降率进行严格的验算，然后依据该地路基地质的特点，结合该地区其他已完工工程的特点和情况，确定好路基填土的高度，进行最终的准确判断和工程实施。依据相关工程经验得出，因软土渗透系数小，导致在超负荷作用下固结的时间会很长。在工程施工期间的沉降率为25%，施工后15年使用期后的沉降率为65%，剩余完好路面的沉降率为15%。由此，得到这些路基的基本沉降率值后，就可以决定是否进行地基的再次处理和修建。

2.3高速公路路基软基础处理技术

2.3.1换填处理

在实际工程项目处理过程中，换填处理机制的经济性较高，一般而言，常见的换填处理机制主要分为挖除换填法以及强制挤出换填法，针对不同的情况运行差异化换填操作，从而保证整体效果的有效性。一方面，挖除换填法。相关施工部门会采取全部挖除以及部分挖除的措施，有效对其进行集中的操作和处理。另一方面，强制挤出换填法也分为全部挤出和部分挤出两种，需要施工人员结合实际情况进行最终确定。需要注意的是，在换填处理工作开展过程中，若是挖除操作，就要实现挖除地基表面以上固定范围内的软土，利用更加有效且强度更高的材料进行分层回填操作。这种方式不仅能遵循土中附加应力分布的实际规律，也能有效保证路基能承受更大的应力，以改变传统软弱层承受较小应力的问题。相较于原有的软土结构，换填后的土壤不仅承载力有所增强，其变形会逐渐减小，相应的刚度性能有效增高。换填操作方法之所以应用较为广泛，主要是由于技术操作较为简单，但是，其最大的局限就是深度，一般在深度超过3m，这种方法就会暴露出人力物力损耗数量大的缺陷，需要技术人员慎重选择。

2.3.2加载预压法

在对路基软基进行集中处理的过程中，正是由于地基本身存在收缩性，因此，其本身的承载力较低；加之孔隙水很多，就会导致整体结构的应用效果不尽如人意的问题，因此，要积极应用加载预压方法对其进行集中处理和综合性管理。一般而言，会采取排水固结法对其进行处理。具体的操作流程如下：其一，在固定的路基软基范围内进行加载预压操作，保证土体能实现压缩，有效处理相应的孔隙。其

二，完成规定范围内的沉降工作，有效提升地基的整体承载力。而在加载预压法中，超载预压以及等载预压是处理应用较为常见的方法，尤其是在对路基加载预压项目管理工作结束后，由于土壤在自然状态下就会出现慢慢固结的问题，要借助加载预压机制实现逐层加载处理，维护速率以及数量等参数，确保相关加载数据设计工作符合设计要求。只有从根本上保证土体质量不受到损坏的加载，才能有效控制极限荷载参数，维护整体设计结构的有效性，也为后续工作的全面落实奠定坚实基础。

2.3.3CFG桩处理

在路基软基处理项目中，这种处理方式较为常见，主要指的是水泥粉煤灰碎石桩结构。一般而言，利用石屑、粉煤灰以及碎石等物质作为基础物料，加入适量水以及水泥调制相应的桩结构，制作具有较强粘结度的桩结构，结合加固原理对土体进行挤密操作，以保证桩体结构的置换效果符合标准。需要注意的是，在褥垫层将上层荷载传递到下层荷载的过程中，也能有效改善其实际水平，整合桩承载力参数的变化，维护承载力效果。

2.3.4粉喷桩处理

主要针对的是软基较深的情况，因此也被称为加固土桩法，能进一步对深层次的软基结构进行处理和分析。目前，主要是对深层软基进行处理。在实际处理工序中，要借助深层搅拌机，能将粉体加固粉直接喷入地基，有效维护加固体的整体结构，维护复合地基的基本承载力，能有效减少地基结构的沉降现象，确保压力参数能被控制在固定的范围内，减少支挡结构产生的土体液化问题，从根本上提高路基软基处理的效果。也就是说，在实际技术应用过程中，要对具体参数进行有效处理，确保施工工序的完整性，尤其是在桥头过渡段处理和老路堤加宽操作方面，要有效应用粉喷桩处理技术，维护整体施工项目的管理水平。 3结语

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，由此成为公路建设中的重难点所在。高速公路项目实施中，应全面勘察地质情况，及时发现软土问题并对其进行科学处理，提升地基承载力，保证后续施工与运行的安全。

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