高速公路路基設計及軟土地基處理對策分析

黃華月

（四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院，四川 成都 610041）

路基在高速公路施工的不同階段扮演著不同的角色，首先在挖方施工階段，它屬于在高速公路建設的路面以下的一種天然地層，而當施工進行到填方施工階段，此時的路基則轉變為利用填筑所形成的一種比較結實的土層結構。在高速公路整體的修建過程中，路面以及路基施工兩部分結合在一起就構成了高速公路建設的主體部分。

1 路基設計

1.1 路基設計基本內涵

從路基設計中進行施工的不同施工段的土層性質進行分析，可以將路基分為黃土、軟土以及鹽漬路基三種。其中，主要的設計內容涵蓋路塹設計、路堤以及路基排水的設計。在施工所涉及到的計算中，所涉及到的路基寬度主要是指在高速道路兩邊的路肩部分的整體寬度以及高速公路路面寬度的總和，在進行高速公路的路面設計時，路面的寬度要根據在實際運行中的交通情況以及通行情況來進行決定。一般情況下，車道的寬度大約是3.5 米，這主要是針對一般的車道來說，在一些高速公路或者是城郊公路，可能道路的等級較高，一般通過實際交通情況的測定會將路基的寬度進行相應的增加。但是一般來說寬度都不會超過3 米，而在路基設計中的道路高度設計這主要是針對在進行高速公路施工時，開挖路塹的總深度以及在進行填筑時的堤壩的高度。在路基的計算高度中，邊坡以及中心的高度是計算在內的，這就要求在路堤的分層壓實過程中，對于填土的密實度要進行保證。在施工中涉及到土質路塹時要進行注意，要保證與設計標高的一致性。除此以外，還要針對路基在正常的狀態下，頂面部分的壓土的密實度，在此過程中，還要對于密實度進行測量，在必要時要進行夯實以及深入核實土層結構。

1.2 路基設計的基本原則

路基設計在高速公路整個修建過程里，是極其關鍵的一項技術性內容，在進行高速公路的路基設計時，遵循的主要原則與鐵路路基設計上是大同小異的，二者扮演的角色以及地位相差也不是很大，二者的大致目標都是要實現路基層在施工過程的相對穩定性，在自然營力以及動荷載影響下性質的穩定安全。高速公路以及鐵路的路基要經受長時間的壓力以及動載的長期壓迫，首先要對變形程度進行保障，在應用過程中不要有巨大的彈性形變。否則會對道理使用造成威脅以及影響。在進行高速公路的路基設計過程中，首先要以實用安全作為主要的建設原則，這主要是針對高速公路的特地來決定的，在高速公路的日常應用中，車流量非常大，車輛的車速很快，荷載量大，在設計中采用不同的巖層土層，所帶來的道路穩定性也是不同的。所以這就要求在進行高速公路的設計時選址勘查工作就顯得十分重要。充分將不同地區的不同地質考慮在內。此外，在進行相關數據的測算以及技術的分析中，按照公路的等級要求，在整體上對于路基的設計有明確的規劃，在進行路塹、路堤以及排水防護的過程中要時刻以路基的安全穩定作為設計的主要原則,以此來進一步保證高速公路建設的可行性。

1.3 路堤和路塹設計時應遵循的原則

進行高速公路路基設計工作時，必須要將路堤設計和路塹設計作為工作的重點，應該從技術的角度出發，科學的確定設計工作的要點和難點。在設計高速公路時，必須保證其路肩寬度符合養路材料堆放的要求，應該在確保路面有良好穩定性的前提下，科學的選擇路堤的填充材料，這樣才能夠選擇相適應的填充工藝，更好的保證填充工作的質量。結合高速公路等級的差異，其對于路基施工以及路堤設計施工的要求也會有一定的差異，通常可以借助就近取土等方式來減少施工的成本。一定要對路堤邊坡的高度進行認真的計算，最好使用圓弧設計的工作方式，平原地區的填土高度一般不應超過0.5 米。但是，在進行路堤填土工作時，一定要把基底的草皮徹底的清理干凈，并且還需要在道路的兩面設置排水溝以保證路堤腳位置不會受到積水的影響。進行路塹設計工作時，還必須對當地的土質狀況有一個深入的了解，并對地層的土層壓力進行合理的控制，防止其在擠壓剪切作用下產生嚴重變形。一般情況下，在地層均勻性比較好時，巖石的邊坡比應該是1 ∶0. 1 ～1 ∶1，粘性土的邊坡比則為 1 ∶1 ～1 ∶1. 5。一般填方路段的邊坡坡率見表1， 護坡道寬 2m， 護坡道和邊坡平臺分別設置外傾3%和2%的橫坡。

表1 填方路堤邊坡坡率

2 軟土地基處理工藝

2.1 軟土地基處理的概念

進行高速公路的修剪工作時，可能會需要在壓縮量較高、總體強度比較低的軟弱土層進行施工，且這些土層內一般有大量的有機物質，而對這些土質的處理工作就稱為軟土地基的處理。實際開展高速公路修建工作時，其等級和運營能力都存在較大的差異，在那些等級較高的高速公路施工中，軟土地基的構成主要包括粉土和黏土，這些土質的松軟性很好，而且有大量的細微顆粒，軟土地基中常常還會有大量的孔隙率，較大的有機質土以及泥炭，一旦出現了地下水位升高的現象，則軟土地基上的構造物、填方總體穩定性都會大大的降低，最終導致地基沉降問題的產生。在對高速公路的軟土地基進行分類時，不能僅僅依照地基條件，還必須對軟土地基的施工工藝、填方形狀等都有一個深入的掌握，并結合構造物以及填方的規模、形式、地基特征及種類確定最終的分類方法。高速公路修建期間的軟土地基處理主要是為了有效的提升施工路段的承載性能和穩定性。

2.2 軟土地基的處理工藝

在對高速公路的軟土地基進行處理時，較常使用的方法有反壓護道法、真空預壓法、堆載預壓法、水泥土攪拌樁法、換填墊層法、強夯法、加筋路基法和化學加固法等。各種處理工藝的使用要求也有著較大的差異。本文對化學加固法進行了深入的分析，化學加固法就是在軟土地基中添加適量的化學材料或者是水泥，這一工藝通常在粉土、砂土、粉質粘土、淤泥質黏土、人工填土和一般黏土中，但是，在對已有的構造物地基進行改造和加強、處理巖體裂隙時這種工藝的效果最好。土體與化學材料、水泥等產生化學反應后，便可以將土中的空氣或者水完全的排出，這樣能夠使符合地基的承載力大大提高。

2.3 軟土地基施工中的注意事項

進行軟土地基處理工作中，一定要有專業的施工監理工作者以及質量控制人員對整個施工過程進行指導和監督，并進行相應的技術指導，做好安全制度檢查工作。比如，在進行軟土地基加固工作時，常常會使用靜壓注漿的工作方式，這一工藝一般針對的是松散的填土層。不過對于粉質黏土區域，則無需開展注漿加固工作。如果軟土地基內，淤泥質土的面積較小，則在施工期間，只需要在注漿孔底部大約兩米處進行高壓劈裂式注漿處理即可，且注漿孔的直徑不應該超過3 米。使用純水泥漿開展關注工作時，規定的水灰比通常為1 ∶ 1 或 0. 75 ∶ 1，若容重為1.49，則應選擇1：1 的水灰比，容重為1.62 時則需要使用0.75：1 的水灰比。在水泥內最好能夠添加2%左右的早強劑氯化鈣。但是，上述這些數據和比例的確定都需要在軟土地基處理期間，經過科學、深入的技術分析和數據分析才能夠得到的。極限高度計算方法如下。

均質薄層軟土地基路堤極限高度為：

He—— —極限高度(m)

CK—— —軟土的剪粘聚力(kPa)

γ—— —填土的容重(kg/m3)

NS—— —穩定 因素， 與邊 坡 角β 和深度 因素nd(nd=(H+d)/H，

其中， H 為填土高度， d 為軟土厚 度)有關， 可由相關圖表查得。 均質厚層軟土地基路堤極限高度為： HE=5.52(CK/γ)

3 結語

綜上所述，在社會的發展進步中，四通八達的公路網發揮著極為重要的作用，且高速公路的積極作用更為顯著。進行高速公路的修建工作時，一定要將路基設計以及軟土地基的處理作為重點工作，路基對于高速公路路面起著重要的支撐作用，只有在穩定路基的基礎上才能夠保證高速公路的高質量和穩定運行，更好的為人們的生產、生活服務，為我國各個行業的發展進步提供強有力的支持。