路基處理技術在軟土地區城市道路設計中的應用

曹陽

路基處理技術在軟土地區城市道路設計中的應用

曹陽

隨著近年來國家基礎設施建設的步伐不斷加快，市政道路作為基礎設施工程的重要組成部分，在設計和施工中各項問題也在不斷被發現和解決，其中路基處理技術在軟土地區城市道路建設應用中更是占據著十分重要的位置。本文作者將對具體工程展開說明，全面分析幾種常見的路基處理技術在軟土地區城市道路設計中的應用，以期對該項工程的開展起到幫助和引導作用，進一步提升設計質量。

一、引言

軟土指的是強度比正常土層強度低，天然含水量高、各層之間物理力學性質相差較大、壓縮性較高的一種軟弱土層，在這種土質中一般會含有相應的有機質。由于市政道路的選線布局通常由上位規劃決定，線位選擇方面具有局限性，使得區域開發中，部分市政道路就會在軟土地基的區域進行修建，因此設計過程中，如果不對路基進行相應的處理，在施工或后期運營過程中就很容易出現路堤失穩情況，或是直接對紅線外建筑物產生危害。軟土路基由于具備很多不利于工程開展的特點，如具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、擾動性大以及透水性差等特點。因此，在設計和施工過程中，如果不將這些問題進行有效處理或采取有效措施，那么很容易使地基強度受到嚴重影響，在工程完成后易出現變形的問題，或是造成地基下沉等不利于后期建設的問題。在這種情況下，還容易造成路面整體的變形和開裂，嚴重的甚至會使得工程被破壞，不利于道路的正常使用。因此在城市道路的設計或是施工環節中，要充分研究和分析城市道路和城市地下管線的鋪設情況，通過這種方式進一步掌握施工的方式和技巧，從而更好地幫助這項工程的有效開展。基于此，本文將對軟土地區城市道路設計中對路基處理技術的應用進行分析，希望對相關工作人員的施工起到參考和指導作用。

二、工程應用具體情況

1.工程情況概述

本文在對工程進行研究的過程中選取的是我國河南省某地區一個不良的地質環境作為研究案例，該道路為城市次干路的設計標準，雙幅路形式，紅線寬35米，斷面布置形式為：35米（紅線）=5米（人行道）-11米（車行道）-3米（綠化帶）-11米（車行道）-5米（人行道），道路全線有1.6公里路段均處在不良地質區域。與市政道路相比，公路在選線過程中會避免選擇在不良地質的線位，但市政道路因區域開發受限，兩側用地已進行規劃，線位調整可能性不大，故在設計過程中需對道路下的軟土地基進行處理后，方可進行實施。經過筆者的實際研究，該地貌主要是因為黃河通過平原的沉積和海陸的運動而形成的過渡地帶，由于受到了華夏構造的影響和控制，因此在新生代的喜馬拉雅運動過程中，該地區中相繼出現了區間性的隆起，導致該地層的覆蓋層處于比較薄的狀態，由此產生了軟弱土層。該地區的主要地層是：

（1）素填土：這種類型的土層通常呈現灰黃色，這是由于其是由粘性土組成。該土層在局部上會含有少量的碎石，并且一般呈現出松散的狀態，可塑性較強，該層的厚度為10～120cm之間。

（2）粘土：這種類型的土層通常呈現灰色的狀態，一般處于可塑和軟塑的狀態，濕感較強，不出現搖震反應，光澤度良好，這種土層的分布比較適宜，厚度為50～120cm。

（3）淤泥：一般情況下呈現深灰色或是黑色的狀態，呈現出軟塑和流塑的狀態，這種土層的光澤度較強，同時伴有較強的泥腥味，這類土層中含有的有機質較高，含量一般在1.12%到1.74%，但是由于其含水量較高，因此韌性不佳。通常厚度的變化也相對較大，層厚為60～410cm。

由于該工程部分路段路基0～80cm范圍內位于淤泥層，為軟弱土層，因此在實際對該工程進行操作的過程中需要對其進行相應的路基處理。

2.工程設計原則

（1）軟土路基的設計是基于工程地質勘察取得的資料進行的，軟土地基處置方案應根據當地的地質、水文、施工機具、材料及環境等條件進行技術經濟比較，依據先簡后繁、就地取材的原則決定。

（2）在軟土地基部位設計路基時，要綜合考慮軟土、土層成因、類別、分布范圍以及修建道路后軟土地基的發展趨勢、危害程度等。

（3）該工程處于軟土地區，作為市政道路，路面下敷設有各類市政管線，如雨水、污水、電力、通信、燃氣和熱力等等，所以對于沉降控制上有著極高的要求。

（4）在實際施工中，按照以下要求實施：①工程后對剩余沉降的標準進行控制：路面設計需要在使用年限中對剩余沉降的路堤進行控制，將其控制在30厘米左右。②將驗算的標準進行穩定：采用更有效的方式如固結應力法進行驗算，將路基的穩定系數控制在1.2以上。

三、軟土地基的具體處理方案

由于該工程處于路線的穿越區，因此地質條件相對比較復雜，并且該地區的軟土和軟弱土的分布范圍相對比較廣泛，所以為了防止承載力的問題對工程造成影響，進一步提升城市道路的質量，在施工的過程中還需要充分考慮工期和投資等外在因素。經過筆者對大量文獻和實際工程情況的研究，確定在施工的過程中采用塘渣墊層、土工格柵和堆載預壓的處理方式更為合理，這是因為：

1.地基土中的第一層和第三層通常處于比較松散的狀態，也就是在素填土和淤泥這兩層中的土質較為松散，并且該地區的土層多為流塑或是軟塑狀態，因此該地區的土具有較強的高壓縮性能，相應的承載能力比較低，一般不建議將其當做建筑和構建物中的承載力層。第二層雖然能夠得到利用，但是相對來講其厚度比較小。換填部分的軟弱土層可以有效地對地基的承載力進行提升，對于實現設計要求有著十分重要的幫助作用，應采用換填墊層的處理方式對地基進行有效處理。在這項工作的開展過程中，所謂的換填墊層法指的就是借助基礎底的附加應力在土層的傳遞過程中逐漸隨著深度的加強而減小的一種分布方式，由于墊層中承受的附加應力比較大，因此軟弱的下層將承擔著較小的附加應力，從而更好地滿足設計環節對地基的基本要求。

2.由于土工格柵在處理軟弱地基的應用中有著較大的作用，首先其可以對地基的承載能力進行提升，良好控制沉降，充分提升地基的穩定性。其次增加土體的整體性和連續性，在這種情況下對不均勻的沉降也將做到有效的控制。所以，可以在砂墊層中相應地鋪設土工格柵。在對這項工作進行設計的過程中，一般要求土工格柵的拉伸強度要控制在50kN/m以內，同時屈服伸長幅度要控制在10%以內。

3.軟土處理要堅持成本低并且還應該滿足設計要求的基本原則，同時還要對施工期內預留充足的路堤預壓時間進行考慮和研究，因此在這個過程中可以同時采用超載預壓法。

在實際進行施工的過程中，全線路基一般采用的是塘渣填筑方式，土工格柵通常需要埋設在塘渣墊層中，并在行車道上塘渣墊層的低層適當地鋪設一些土工格柵，此外在其上方還可以適當地鋪設兩層左右的土工格柵，盡可能做到每50厘米設置一道，與此同時每層土工格柵都需要適當地回折兩米左右。

根據前文對該項工程的分析，建議在進行沉降計算的過程中，適當地采用加筋法或是輕型材料的方式對其進行處理。但是通過筆者對本工程的研究和分析，采用加筋的方式處理樁長的長度較長，但是處理的效果并不理想，并且花費的成本較高。

四、結語

通過對上文的研究和分析，我們可以確定城市道路對軟基進行處理的方式比較多樣化，并且各有各的適用性，實施時還需要進一步對當地的地質條件、設計原則等進行充分考慮，最終通過對建設工期和投資成本等環節進行控制，選擇恰當的地基處理方式。因軟土路基存在很多不利于工程開展的特點，如孔隙占比較大、含水量較高和透水性能較差等，所以在實際進行施工的過程中，就更應該對這些問題進行有效處理或采取有效措施，否則很容易造成地基強度受到影響，如此會造成工程完成后出現變形或是造成地基下沉等不利于后期建設的問題。因此通過本文的研究，希望路基處理技術在軟土地區城市道路設計中起到更大的幫助作用，全面提升這項工作的質量，為我國建筑工程的發展奠定更穩定的基礎。

（作者單位：河南省城鄉規劃設計研究總院有限公司）