關于特殊地質路基設計的探討

陳國民 倪 迪

（1、臺州市路橋區交通工程管理所，浙江 臺州 318000 2、臺州市公路水運工程監理咨詢有限公司，浙江 臺州 318000）

路基是線路的基礎,路基質量不好,直接影響行車安全，而且路基工程占了很大的基建投資，在公路建設中,不論是對造價還是對以后的運營，都起著舉足輕重的作用。所以路基的建造對當地的地質條件要求較高，但隨著我國公路事業的蓬勃發展，公路建設地區的地質條件的復雜性不斷加強，這就要求工程人員能因地制宜，根據不同的、特殊的地質段的公路建設采取不同的路基設計和施工，以確保公路路基的質量，這樣也就把好了公路安全和質量控制的第一關。下面，本文就將針對性地對集中常見的特殊地質條件下路基的施工設計進行分析和探討：

1 軟土地基的設計和處理

1.1 關于軟土地基

軟土是指飽和的軟弱粘土或淤泥為主的土層，有時也夾有少量淤泥等，其天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低，大多呈流塑態。在軟土地基上修筑公路時，若對軟基處理不當，會引起路面沉陷、橋頭跳車、涵身和通道沉陷、沉降縫拉開和透水，導致公路不能正常使用。因此軟土路基的設計和施工成為特殊地段施工中的難點和重點，處理好軟土地區的地區設計和施工，有助于從基礎上和根本上保證工程的質量和公路建成后的行車安全，目前在國內對于軟土地區的路基設計一般采用砂井、砂墊層和反壓護道等綜合加固措施。對于路堤下沉還可以采用加寬路堤和護道加寬加高等措施。綜合運用這些措施和因地制宜，才能在施工中保證工程質量，提高路基設計的安全性和科學性。

軟土地及有不同的類型，在具體單位的施工中，針對不同的軟地基還需要因地制宜，例如對于無硬殼的區域性軟弱地基,一般采用深處理,如碎石樁、粉噴樁等,亦可橋跨；對于老沖溝中的軟弱地基一般采用挖除或換填；對于其他類型的軟弱地基,一般采用淺處理如挖除、換填,作為小橋涵地基等。

1.2 軟土地區路基施工技術

1.2.1 表層處理法。表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添材料等辦法 ,提高地表強度,防止地基局部剪切變形,保證施工機械作業，同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地荃上。屬子這類處理方法的有表層排水法、砂墊層法、贖設材料法、添加劑法等等。

1.2.2 置換法。本法是以優質土置換軟弱土，確保填土穩定和確保沉降量。施工方法有人工挖掘置換土或用爆炸法將軟弱土強行擠出的強制置換。

1.2.3 加載法。加載法是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設置在填土上和鄰接填土的路面和構造物或者埋入土內的構造物發生有害沉降而導致破壞。

軟土是工程施工尤其是我國南方地區路基設計和施工中常常碰見的問題，軟土地基處理的目的是提高地基土的強度、增加路基抗滑穩定性、加速地基在施工期間的沉降、減小工后的沉降。在確保安全、經濟、實用的原則下，視軟土分布情況、范圍、埋深、厚度和軟土的物理力學性質等確定地基處理方案因此對于軟土路基的科學設計與施工的探討具有極強的理論和現實意義。

2 高邊坡路段的路基設計和施工

由于復雜的地形地質條件,高邊坡工程始終是山區工程建設中一個重大工程地質問題,因此加強高邊坡病害的防治研究,不僅將對工程基礎設施建設與生態環境保護協調發展有重要意義,也將對我國地質災害防治理論以及防治技術的發展產生積極作用。

一般認為，巖質邊坡高度大于30m，土質邊坡高度大于20m即為高邊坡。

2.1 高邊坡設計施工原則

第一,對于穩定安全系數小于1.0的邊坡,一般采取深層錨桿加格構梁進行加固；第二,對于穩定安全系數小于1.30但大于1.0的邊坡,則采取普通錨桿結合掛網噴射混凝土進行加固；第三,對于穩定安全系數大于1.30的邊坡,采取漿砌塊石肋式骨架護坡；第四,為防止地表水和地下水對邊坡造成危害,在邊坡潛在塌滑區后緣設置截水溝,在邊坡表面設置地表排水系統;對于坡腳位置地下水量較大、坡腳土體易被浸泡且坡腳為軟弱地基的邊坡,采用攪拌樁對坡腳土體進行加固。

2.2 高邊坡路基施工措施

2.2.1 一般高邊坡地區對于邊坡的加固工程浩大,為減小加固工程,取得合理的經濟效果,多考慮穩固坡腳、減低分級平臺高度、加寬平臺寬度、放緩邊坡坡率等刷方減載措施。不穩定邊坡受控于邊坡體內的軟弱夾層,一般傾角較緩,通過刷方完全清除不穩定體較為困難,但可減小下滑力,因此刷方減載與加固工程常常配合使用。

2.2.2 預應力錨索的設計。預應力錨索是一種承受拉力的桿狀構件,通過鉆孔鋼絞線或高強度鋼絲錨固于深部的穩定地層中,并在被加固邊坡表面通過張拉產生預應力,從而達到使加固體穩定和限制其變形的目的。

2.2.3 抗滑樁的運用。抗滑樁在滑坡體上挖孔設樁,避免大開挖而破壞其整體穩定,樁身嵌固在滑動帶以下的穩固地層內,以抗衡滑坡體的下滑力。預應力錨索抗滑樁屬于主動式受力結構,通過錨索在樁頭施加一預應力,根據需要主動限制滑坡的變形量。

2.2.4 錨桿。錨桿按錨固方式一般分為機械錨固、黏結錨固、摩擦式錨固等,工程上常見的一般為全長錨固的水泥砂漿錨桿。錨桿主要用于穩定巖質邊坡的坡面防護,具有施工快捷、布置靈活、造價低廉等優點。

2.2.5 灌漿加固。邊坡開挖之前,預先在自然坡面上打孔注水泥漿,對坡體進行加固。但因灌漿效果不易評價,應用時一般只作為輔助工程。

此外在高邊坡地區進行路基設計和施工時，還應考慮坡面防水設施和施工完成后坡面的維護，才能使對高邊坡地區的工程施工質量的保證落到實處。

3 水田潮濕路段的路基設計

水田潮濕地區的路基設計時，一般將路基清表后基底采用 30cm厚水泥固化土處理。

4 魚塘、水庫等地段的路基設計

對于魚塘、水庫等地段，要先挖除淤泥，基底做30cm厚水泥固化土處理，最后分層填筑。水泥固化土的施工采用路拌法，施工方案如下：首先，在原地面潮濕路段路基兩側范圍內，先挖深度不小于1m的滲水排水溝，待表面水排凈、地下水部分滲出、表面稍干后，用刮平機大致整平；再次，將原地面均勻化出條塊，按試驗室數據計算出每平方米水泥用量，用人工將水泥均勻鋪設于路基范圍內；接著用穩定土拌和機拌和，拌和深度一般在15cm；然后，碾壓分兩種情況進行；最后第二層水泥施工，施工方法與施工順序同第一層，但碾壓過程要確保壓實度。

總的來說，工程施工過程中要因地制宜，特殊地段的路基設計要嚴格按照當地的特殊地理環境來設計和施工。

5 結束語

綜上所述，我們可得知路基和地質關系密切，首先是因為路基的主體本身就是經過人工改造的地質體。路基的狀態與土石性質、地質構造、水文地質條件等有著千絲萬縷的關系。路基的設計和施工 ,特別是特殊和不良地質地段路基的設計和施工,在很大程度上受地質環境的制約；路基工程對其周圍地質環境的破壞又可能反過來對路基安全構成新的威脅。由此可見,特殊和不良地質地段的路基設計和施工本身就是地質環境的認識和改造的過程。其次是路基病害基本上都與地質因素有關,特別是高邊坡地區和軟土地區等特殊地質會嚴重影響到了公路路基的設計施工和防護。因此我們必須處理好特殊地質段路基的施工和設計工作，做好因地制宜。

[1]龔曉南.高等級公路地基處理設計指南[M].北京：人民交通出版社，2005-12.

[2]龔曉南.地基處理新技術[M].西安:陜西科學技術出版社，2000.

[3]尤曉幃.現代道路路基路面工程[M].北京：清華大學出版社,2010.