淺析道路設計中軟土路基處理方法

范達偉 王曉飛

摘 要：軟土路基處理是道路工程建設中面臨的一項重要的問題，這樣的路基土質松軟，含水量大，承載力較低，必須進行科學合理的處理，否則會造成路基強度低、施工結束后路基不均勻沉降過大，導致路面開裂或者塌陷，影響路面的使用性能。文章通過工程實踐的結合，對道路軟基處理設計的相關問題，進行了簡單的闡述和分析。

關鍵詞：道路；施工；軟土路基；處理

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

引言

在我國，地質情況復雜多變，其中軟士分布廣泛，給道路工程建設帶來較大的影響和公路隱患，成為公路工程關鍵問題之一。在道路設計時應盡可能避開天然含水率高、孔隙大的軟上地區，但有時卻不得不將路線選在明知是相當軟弱的軟土地基地區。在軟上地區修建公路，高路基存在著穩定性差和過大的變形沉降，而低路基在交通荷載的作用下，常使道路沉降變形，嚴重影響道路的質量和使用，由此造成巨大的經濟損失。在路基設計和施工中，常會遇到軟土地基的處理，如果軟土地基的處理方法采用不當，不僅浪費了資源，起不到應有的作用，還會造成路基的破壞。因此，在路基設計和施工中，對軟土地基的處理方法的選擇上要特別慎重。探討道路設計中軟基的處理方法則成為重中之重。

1 概述

軟土為濱海、湖沼、谷地、河灘、等處于天然含水最高、天然孔隙比大、抗剪強度低的細粒土。

軟土的工程特性主要有：

（1）軟土路基具有含水量較高、孔隙比較大的特點。因為軟土主要由粘土粒組和粉土粒組組成，并含少量的有機質。軟土一般天然含水量≥35，天然空隙比為1～2。

（2）具有明顯的流變性。在剪應力的作用下，軟土承受剪應力的作用產生緩慢的剪切變形，并可能導致抗剪強度的衰減，在固結沉降完成后，軟土還可能產生可觀的次固結沉降。

（3）壓縮性高，透水性差。軟土的壓縮模量Es<4MPa，其壓縮性隨著液限的增大而增大。

（4）抗剪強度低。我國軟土天然不排水抗剪強度一般小于20kPa，有效內摩擦角20-35°。

2.道路設計中軟基處理的基本原則

所謂軟土，從廣義上講，就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。軟土的物理力學性質差，具有天然含水量大、強度低等特性。而不同的地質，其處理的方法也就大不一樣。這就需要設計人員要全面考慮到軟基處理的基本原則：綜合考慮地基條件、環境條件及施工條件，并結合公路工程旱線狀的分布，地質條件千變萬化的特點，采用動態設計的方法，從而選擇恰當的處理方案。同時，在道路設計時，也要考慮工程中資金和工期的因素。

3. 了解軟土地基處理的方法

(1).對于在城鎮和道路立交橋附近、漫流水、水塘、浸水路基地段，采用骨架護坡、漿砌片石護坡、干砌片石護坡等處理方法，對路堤坡面進行防護。

(2).對于填筑高度大于5m粉土、粉質粘土以及粉、細砂作填料的路基地段，路堤邊坡加固工程主要采用土工格柵等處理辦法。

(3).對于鹽漬土路基主要采用鏟除換填、復合土工膜隔斷層方法處理。

(4).對于沖洪積地區的軟弱地基處理主要采用挖除換填、土工格柵、強夯等處理方法。

(5).對于松軟土地基處理主要采用重型碾壓、土工格柵方法處理。

(6).對于地震液化地區處理主要采用土工格柵和強夯。

(7).對于風沙路基主要采用中立式蘆葦方格沙障、蘆葦方格沙障、砼塊板包坡等方法處理。

(8).對于風沙流路基工程主要采用砼板包坡、中立式蘆葦方格沙障、蘆葦方格沙障、土工格柵等處理方法。

(9).對于風蝕路基工程主要采用砼塊板包坡、土工格柵、加寬路基面等方法處理。

(10).對于膨脹土（巖）路塹工程主要采用基床換填+防滲復合土工膜、漿砌片石護墻、骨架護坡等方法處理。

(11).對于風吹雪路基主要采用放緩路基邊坡、預留寬平臺、設置擋雪柵欄等方法處理。

4.選擇軟基處理方法應考慮的條件

為保證路基穩定或控制工后剩余沉降在選擇處理方法時，除了考慮處理方法的特點、對地基的適用性和效果外，還應考慮公路條件、施工條件、經濟性、可靠性等。目前，新技術、新工藝、新機具、新測試方法不斷涌現，當開發、引進新的軟基處治方法或進行軟基處治方法比較時，應在大規模施工前進行現場試驗，以驗證該處治方法的可靠性，并驗證設計參數、工藝參數作為施工時的控制指標，掌握必要的施工經驗和施工工藝。

5以下常見的軟土路基處理問題措施

(1).換土：用人工、機械或爆破方法將路基軟土挖除、換填強度較高的粘性土或砂、礫石、碎石等滲水材料，改變了基底土的性質，效果良好。適用于軟土層較薄、上部無硬土覆蓋的情況。

(2).拋石擠淤：通過向流塑狀高靈敏度的淤泥表面大量拋填土石填料，依靠填料的自重，擠開淤泥，強制置換飽和軟土地基的地基處理法。當軟土的液性指數較大，水不易抽干時，可采用該的方法。

(3).排水砂墊層：在路堤底部地面上鋪設一層較薄的砂墊層，其作用為在軟土頂面增加一個排水面。在填土過程中，土中滲出的水就可從墊層中排出，加速地基固結，提高軟土強度，增強路基穩定。

(4).鋪設土工織物：在路堤與基底間鋪設一層或多層的土工聚合物，可以起到加筋、墊層和反濾等作用。土工織物的主要材料是聚脂、聚丙烯、聚酰胺等高分子化合物的合成纖維。

(5).反壓護道：在路堤的兩側填筑適當高度（一般低于極限高度）與寬度的護道，在護道荷重作用下，形成反向力矩平衡路堤填土的滑動力矩，從而保證路堤穩定，因護道起反壓作用，故此得名。

(6).塑料板排水法：將預制帶狀塑料板用插板機將其豎直插入土中，形成類似砂井的排水通道，再在地面施加荷載預壓。使孔隙水沿塑料板的通道逸出，從而加固地基土的方法。

(7).袋裝砂井：在合成纖維編織袋內充填中、粗砂構成的砂袋，裝入地基孔內，以加速地基排水固結，加固原理與設計方法與砂井相同。袋裝砂井的直徑按排水及施工工藝要求確定，一般采用7-12cm。

(8).CFG樁：樁體中加入水泥和粉煤灰形成了高黏結強度的樁，改善了碎石樁的剛性，不僅能很好地發揮全樁的側摩阻作用，也能很好地發揮其端阻作用，CGF樁和樁間土、墊層一起形成復合地基。

6.軟基處理方案

軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。深層處理（深厚軟弱地基）常采用塑料排水板，粉噴樁法等，而淺層處理常采用換填法，換填法通常用于軟土路基分布范圍較小，深度≤3m 的情況，換填法處理基本原理是挖除淺層軟土或不良土，換填砂礫，并分層碾壓夯實。該方法可以提高持力層的承載力，減少沉降量，具有施工工藝簡單，投資少的特點，是施工中經常采用的方法。換填料可視具體情況選用粘性土、改良土或其他適宜材料，墊層材料可選用砂、碎礫石、改良土等。根據項目地質勘查結果，某項目①層軟土埋深普遍小于2m（多為0.6~1.5m ），而②、③層不良土質（土質稍差，粉質粘土、粉土，含水量較大）埋深較大。某項目道路為開發區園區道路，主要為企業服務，道路標準低，工期要求緊，如果換填厚度超過 3m，從經濟上來說不可取，設計中從路基工作區受力的角度確定換填深度。

路基在工作過程中， 同時受到由路面上傳遞下來的車輛荷載，以及路基和路面的自重作用，車輛荷載產生的垂直應力 δ1隨深度的增加而減小，自重應力 δ2則隨深度的增加而加大，因此，車輪荷載在土基中產生的應力 δ1與土基自重應力之比亦隨之急劇變小。 如果此比值減小到一定數值，如 10~20%，即在某一深度 Za 處，行車荷載在土基中產生的應力僅為土基自重應力的 1/5~1/10，與土基自重引起的應力相比，車輛荷載在 Za以下土基中產生的應力已經很小，不會產生對軟弱土基的壓縮，可忽略不計。一般后軸重 100kN 作用深度為 1.9~2.4m，即道路換填深度（包括路堤填筑高度）不宜小于此值。因為路面材料的強度及單位體積的重力比土基的大，路基工作區的實際深度隨路面強度的增加而減小，但均應使天然地基下部土層能滿足路基工作區的設計要求，如采用碎石墊層等。

7 結語

軟土地區路基如果處治不當，將會成為今后道路結構的薄弱點，其后期沉降變形反射到路面上來，誘發各種路面病害，增加養護維修費用，甚至影響交通安全，帶來不良的社會影響。在甄選軟基處理方案的過程中，要因地制宜，根據方案的技術經濟對比，綜合權衡后選用造價低廉，滿足工期要求且加固效果明顯的措施。

參考文獻

[1]黃生文.公路工程地基處理手冊[M]．北京：人民交通出版社，2005．

[2]董志良.鄭新亮．高速公路軟基處理方法水運工程，2004(2)：83—84．

[3]陳立．高速公路常用軟基處理技術簡介[J]．山西建筑，2007，33(15)：118一119

[4] 肖俠. 論公路施工中特殊路基處理方法[J]. 中華民居(下旬刊). 2013(12)

[5] 莫妮. 淺談市政道路特殊路基處理工藝[J]. 科技資訊. 2013(11)