城市道路設計中軟基處理方案的選擇

李劍飛

【摘要】本文主要探究城市道路設計中軟基處理方案選擇。研究過程中，從道路軟基處理方案概述切入，分析方案選擇過程及選擇原則，以某城市道路為例，探究實際工程中軟基處理方案選擇措施，以期為相關工作者提供參考。

【關鍵詞】城市;道路設計;軟基處理;方案;選擇

城市道路作為我國城市重要基礎設施，在社會發展建設中具有重要作用，其建設質量與水平已經成為民眾關注重點。而路基設計作為城市道路核心內容，處理軟土路基是工程中常見問題，想要將軟土地基處理好，則必須結合車輛安全形勢、城市道路設計壽命等，選擇合理軟基處理方案，進而提高城市道路設計有效性，滿足我國交通發展需求。

1、道路軟基處理方案概述

1.1方案選擇

設計單位通常是結合工程地質勘察報告了解軟土地基，設計過程中提出加固方案，經由建設單位組織專家及參建單位討論后確定。在工勘報告中，分析了軟弱土層容重、含水量、固結系數、液性指數、承載力、滲透系數等特征，通過現場調查踏勘的方式對濕軟土層成因進一步調查，結合工程情況，以確定加固地基目的是提高承載力，穩定路基，還是控制路基沉降，進而制定加固軟基的方式。軟基處理方法較多，不同軟基其加固目的與天然條件不同，所選加固方法也不同，無論是建設單位還是設計單位，均需要通過仔細比較方案，或通過試驗后方能明確最終采納方案[1]。并且，即便軟弱土層物理力學特性相同，由于施工布局、道路條件與位置不同，處理方案也會有所不同，切忌盲從行政意圖或套用工程案例，如若定錯方案，則會造成不必要返工，對企業社會影響與經濟效益均會造成影響。

1.2處理原則

結合道路軟基處理經驗及社會發展情況，其在處理過程中應當遵循以下原則：

⑴根據填筑路基高度、淤泥特性、分布軟基深度，選擇排水固結法、換填法、加固土樁法等方案，如橋頭填土等局部高填土路段，則可以采取CFG樁或粉噴樁方案。

⑵穩定計算運營期安全系數大于1.15，施工期安全系數大于1.10，根據《公路路基設計規范》計算沉降量。

⑶以工程進度層面考慮，盡量不采取真空聯合堆載預壓法，以工程造價層面考慮，則盡量不應用粉噴樁。

⑷選擇處理方案應當保證靈活機動，即便在同一工程中，也不一定需要采取軟基處理單一方法，而是應當結合工程項目實際情況與具體要求，綜合多種方法，以實現造價效果、工期的最佳組合。

2、工程概況

某城市道路項目處于勝利東路與九龍大道交匯處，其為互通式立交橋，項目由于位于軟基深層區域，原本互通式立交橋在多年沉降下，匝道路基產生諸多沉降，且橋梁也出現橫向平移的問題，具有失穩風險。所以，結合各部門與專家意見，徹底拆除原立交橋，改建為此交叉口是平面交叉，總道路長度改建后是2.237km，迎賓大道與勝利東路是1.2km，城市主干路，雙向六車道，路寬則分別為60m與43m;而九龍大道則是1.025km，城市主干道，雙向八車道，路寬是60m。

3、城市道路設計中軟基處理方案選擇

3.1地質情況

項目在建設之前安排地勘人員詳細勘察土地情況，揭露出場地不良土層有淤泥和素填土。其中，淤泥是由于海積造成，呈流塑狀灰黑色，飽和，內含有較多朽木、腐殖質與有機質，局部存有砂子，場內分布較多，力學性質較差，厚度在2.1-21.5m范圍內，是軟土;素填土則是松散灰褐色狀態，存在高壓縮性，是由砂層、粘性土回填而成，部分是塊石、碎石拋填，表面是爆破舊立交橋所形成的殘渣，未經過專門壓實，成分較雜，分布在場地內部，力學性能較差，厚度在0.4-6.5m范圍內，是軟弱土。

3.2處理方案

本次項目在軟基處理中，區域處理淤泥深度大多超過20m，是深厚軟土層，而項目填土不高，需要盡量將后期沉降減少，以確保路床穩定性。并且，項目車流量較大，是主要道路交匯，周圍密集建筑，人流量較多，在選擇地基處理方案中應當盡量縮短工期，以避免對車流量、居民出行及周圍建筑物造成影響[2]。

根據以上地質條件，結合對軟基處理方案的要求，初步擬定以下方案：

方案一：軟土深度在3m范圍內的淺層路段，則采取換填土方式。此種方式主要是清除處理區軟弱土層，換填進去穩定性更好地材料，在應用過程中經過對填料的綜合比較，選擇換填砂礫、碎石等具有較高透水性材料的方式。且其墊層厚度是0.5-3m，厚度如若過大，則取土方量與棄方量均會增加，提高了施工成本。通過應用此方法，能夠提高基土抗剪強度，保障其整體承載力。

方案二：處理深層軟基。在處理深層軟基過程中，可采取復合地基法或排水固結法。具體如下：

⑴CFG樁。水泥粉煤灰碎石樁是石屑、碎石、粉煤灰、砂摻水泥加水攪拌而成，之后以成樁機器制作強度較高的可變強度樁。CFG樁屬于低強度混凝土樁，能夠發揮樁間土承載力的作用，將荷載向深層土傳遞，地基土與樁體構成復合地基，即可將地基承載力提高。此種方法優點在于樁體經濟效果與技術性能良好，較高的樁身強度能夠提高單樁承載力，進而達到符合地基承載需求，且施工擠土敏感位置，以長螺旋鉆進行施工，能夠最大程度降低擠土影響，但是，對現場施工技術與施工工藝要求較高。

⑵真空聯合堆載預壓。此方法是在堆載預壓與真空預壓基礎上所發展的加固軟基方式，擁有堆載預壓與真空預壓雙重效果。真空預壓是減少孔隙水壓力將有效應力提高，以抽真空方式形成負壓，可縮短加載時間。堆載預壓則是增加總應力將有效應力提高在施工中由于真空負壓能夠讓土體發生等向固結，內收變形，不會有剪應力產生，且抵消由于堆載所在造成的向外擠出變形，不會由于填土過快而造成地基穩定性問題，加快工期，縮短填土時間，且不存在棄土。

⑶水泥攪拌樁。以水泥為固化劑，借助機械攪拌作用將軟土與固化劑構成擁有水穩性、整體性及一定強度的加固土，進而提高整體地基承載力。在應用中存在地基強度提高顯著，無固結時間，造價低、工藝成熟的優點。但是，水泥攪拌樁處理過程中，濕法施工深度不超過20m，干法施工深度不超過12m。并且，受到樁身自身強度制約，在軟基處理中攪拌樁填土不易過高，較高填土路段加固后難以達到要求。

3.3方案確定

在深層軟基處理中，提出了以上幾種方案，對其進行綜合分析，以選擇最佳軟基處理方案，滿足施工需求。如下：水泥攪拌樁盡管處理效果顯著，工藝成熟，但項目區域中，其淤泥厚度較深，處理平均深度是18m，最大深度達到21.5m，盡管平均深度處于施工范圍內，但最大深度已經超過施工范圍，不建議采取水泥攪拌樁施工技術。真空聯合堆載預壓方法，則時間需要在6個月左右，只有達到90%的固結度方可卸載，而項目位于重要交通節點，車流量較多，屬于重要民生工程，對于工期具有較高要求，所以不應用真空聯合堆載預壓法。CFG樁法施工速度快，強度高，對于固結時間無要求，且能夠處理超過20m的軟土層，擁有顯著加固效果，所以項目在深層軟基處理中最終選用CFG樁法。

總結：

綜上所述，在城市道路軟基處理方案選擇中，應當結合項目所在地、車流量情況、承載力要求、地質情況等，通過綜合分析選擇最佳方案，以達到良好處理效果，提高道路承載力。

參考文獻：

[1]穆萍.城市道路軟基處理方案的選擇[J].低碳世界，2019，9（03）：259-260.

[2]劉益良，付旭，劉曉立，殷堯.基于模糊數學和灰色理論的軟基處理方案評價效果對比研究[J].施工技術，2018，47（17）：95-99.