復雜地質環境下路基設計及監測探討

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦，廣東 韶關 512325）

我國地域遼闊，區域地質條件存在一定差異，不同地區巖層結構變化較大，因此道路路基的設計也大為不同。隨著國家道路建設力度加大，路基設計在公路修建過程中發揮的作用越來越重要，甚至影響著整個公路修建過程及其健康狀況。本文就復雜地質條件提出了不同的路基設計方案，并對路基的健康監測作出了闡述與分析。

一、設計基本原則

軟土主要指天然含水率大、具有較大孔隙率、壓縮性和抗剪強度較低的土壤。在地質條件復雜的軟土地基中修建路基，設計及施工中需要充分考慮填筑物荷載引起軟基破壞而產生的穩定性及沉陷問題。因此，需要綜合考慮地質條件、地基狀況、公路現狀及其他因素，設計及施工過程中需遵循一定原則。

1.設計過程需要滿足環保、經濟效益及人為地理的要求，在此基礎上路基需具有穩定性、一定強度，和耐用性。

2.路基選址應盡可能遠離水資源豐富的區域，如池塘、河道、濕地、沼澤及淤泥等，并盡量減少經過封閉或半封閉地勢較低的區域。

3.在施工設計過程中，首先需要填筑路堤，待材料硬實后，在路基上部修建構造物，以此避免路基產生較大的沉陷和水平位移等現象。

4.設計充足的排水渠道，避免因雨季降水對路基強度及穩定性造成破壞。

5.充分考慮因地制宜、方便施工、方便取材及節省資源等因素，遵循低成本、高效施工的原則。

二、復雜地質路基設計及監測過程

在道路修建過程中，路基的設計和穩定性監測十分重要。路基是路面和軌道的基礎，主要修建方式為開挖或填筑。其主要作用是為車輛在道路或軌道的交通安全運營提供必要條件，承載動載荷和靜載荷，并將荷載傳輸到地基中。

作為軌道或者路面的基礎，路基是經過開挖或填筑而構建的土工構筑物，其根據建造地理條件的不同分為路墊和路堤兩種形式。路基一般包括本體、防護、排水、路堤及路墊等部分，分為一般路基和特殊路基。特殊路基主要包括軟土壤路基、滑坡路基、泥石流路基、凍土路基及含沼澤路基。

（一）一般路基

填方路基施工中的原料主要來源于路塹和隧道爆破后的石料，主要包括砂巖和泥巖，兩者最小承載比的強度需滿足規范要求。根據已建成高速公路利用泥巖填筑路基施工的實際情況可知，泥巖易于壓實，是一種較好的路基填料，應用于路基的各個層位效果均較理想。

通過地質詳查資料確定腐質及耕植土的厚度，在路堤填筑前一般需要清除0.5m根植土厚度，并采用路基填料回填和壓實，該部分數量單獨計入清除表土數量表中。

（二）水塘及水庫地段路基

路基的穩定性和水息息相關。當路基穿過含水量較高的地段時，必須采取相應措施，盡量避免水的侵蝕和滲漏，以及地面水污染。

針對路堤穿過河溝、水庫及池塘，必須清除明水和淤泥并回填礫石。經過水田的路堤，首先需要清除植被、設置排水溝，無水需要。經過水田地段的路堤在清除地表耕植土后，應開溝排水，對過濕土層還應采取換填或設置片石盲溝等措施。該工程數量計入挖淤排水工程數量或路基路面排水工程數量表。

（三）軟弱路基處治設計

在此次設計研究中，由于該路段沖溝較多、地質條件較差，且含水量較高，因此承載力較低、抗剪較弱。該地質環境下填土路基沉陷，不能滿足規范要求。由于穩定性較差，需采用砂礫石盲溝換填砂礫石和塑料插板、碎石樁、水泥攪拌樁等處置措施。一般軟基設計處治原則如下。

1.淺層軟基處理方式。設計深片石盲溝；設計施工采取換填加片石盲溝方式處理；設計換填土壤另加片石盲溝方式處理。對于挖方軟弱地基段落，根據軟基深度，采用“換填（或拋石擠淤）+土工格柵”措施處置。

2.深層軟基處理方式。設計根據地形、填高、工點靜探參數等因素綜合考慮，根據穩定性計算結果，分別采用塑料排水板、碎石樁、水泥攪拌樁等處理措施。

在塑料排水板不能滿足設計要求、或者深層填土方路基為軟基與涵洞基地的情況下，可以采用碎石樁措施處理。樁體的施工材料可以采用卵石、砂礫石及灰巖碎石，含泥量應小于4%，特殊情況下也可以采用沒有風化且強度不小于26MPa的砂巖。

三、路基健康監測方案

在設計高速公路較高邊坡路基路堤及軟土壤路段的路基時，需要采用不同的設計方法。動態設計以完整的施工圖設計為基礎，并提出對施工方案的特殊要求和監測要求，監測在小范圍區域內可以采用傳統的測量方法，在路段較長時可以借助GPS和雷達干涉技術。在整個監測過程中，需根據施工現場的地質狀況、施工情況，結合變形、應力監測綜合反饋路基健康信息。

（一）軟基監控方案

軟土路段在完成換填施工后，需監測路堤形變，包括水平位移和沉陷監測。

軟基位移監測的一般原則：針對長度小于100m的軟路基，必須設置一個監測橫斷面；如果軟土壤的路基長度不大于100m，按照設計要求需設置不少于兩個監測橫斷面；每一個監測橫斷面的監測點需要大于10個，包括沉降監測點4個和水平位移監測點6個；路堤的施工過程每鋪設一層需要監測一次位移；路堤完工后，通車期間在前一年半內需每月監測一次。

（二）路堤邊坡監控體系

在高邊坡路基工程的施工過程中，需嚴格按照施工要求逐級開挖、逐級防護。在上級邊坡防護工程沒有竣工的情況下，不允許開挖下級邊坡工程。施工前必須制定完善的施工安全監測體系，確保施工過程中的人員和設備的安全性，并通過現場監測信息進一步完善已有施工方案。

四、結語

公路修建離不開路基的設計與施工，地質條件的差別會導致公路路基設計和施工的不同。在實際施工中，需結合當地實際地質情況確定設計和施工方案，以保證公路質量。