市政道路設計中軟基處理措施的應用

閆靜昌

摘 要：本文以鷹潭市某條城市次干路為例，通過分析道路地質條件，并結合施工工期、工程造價、處理體量等因素，針對不同的地質情況提出合理的軟基處理措施，以期為類似項目提供參考與借鑒。

關鍵詞：路基設計;軟土路基;處理措施

中圖分類號：U416.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）11-0114-03

Application of Soft Foundation Treatment Measures in

Municipal Road Design

YAN Jingchang

（Nanchang Railway Survey and Design Institute Co.，Ltd.，Nanchang Jiangxi 330002）

Abstract： This paper took an urban secondary road in Yingtan City as an example， through the analysis of the geological conditions of the road， combined with the factors such as construction period， project cost， treatment volume and so on， put forward the corresponding reasonable soft foundation treatment measures according to different geological conditions， in order to provide reference and reference for similar projects.

Keywords： subgrade design;soft soil subgrade;treatment measures

市政道路建設過程中，路基施工是整個施工過程中最重要的環節，而軟土路基的出現成為阻礙工程進度和提升工程質量的絆腳石。為此，設計人員要結合現場不良地質情況，給出合理的設計方案和處理措施，以提高道路路基承載力和整體穩定性，保證道路建設工程質量。

1 工程實例

1.1 工程概況

擬建鷹潭市某條城市次干路道路全長約1.84 km，總體走向為南北向，標準紅線寬20.0～27.0 m。設計等級為城市次干路，設計速度為30.0 km/h。

1.2 沿線地質情況

路線所經地貌為河流沖積階地和剝蝕殘丘。河流沖積階地，地形較平坦開闊，沿白露江兩側分布，多辟為農田，局部地段房屋、水塘密集分布;剝蝕殘丘，地形波狀起伏，坡緩峰圓，大部分基巖裸露。

路線所涉范圍主要地層為第四系全新統人工填土（Q4ml）、第四系全新統沖積層（Q4al）、第四系更新統殘坡積層（Qpel+dl）、白堊系上統圭峰組（K2g），基巖部分裸露。按成因類型、巖性特征由新至老分為九個工程地質巖土層，各巖土層特征及其分布分述如下。

1.2.1 第四系（Q）

1.2.1.1 人工填土（Q4ml）

①1素填土：棕紅、褐黃色，主要成分為粉質黏土，局部夾砂巖巖塊、巖屑，均勻性差，松散，稍濕。標準貫入試驗實測擊數[N]=3.0～7.0，輕型動力觸探實測擊數[N10]=8～46。厚0～4.5 m。場地大部分分布。既有公路路基范圍為填筑土。

①2雜填土：雜色，主要成分為建筑垃圾、砂巖巖塊，均勻性差，松散，稍濕。標準貫入試驗實測擊數[N]=4.0。厚0～4.0 m。局部分布。

1.2.1.2 全新統沖積層（Q4al）

②淤泥質粉質黏土：灰褐、灰黑色，具腥臭味，流～軟塑，強度低，壓縮性高。標準貫入試驗實測擊數[N]=3.0。厚0～3.9 m。局部分布。

③1粉質黏土：棕紅、褐黃色，可～硬塑，干強度及韌性中等，切面較光滑，無搖震反應，稍有光澤。標準貫入試驗實測擊數[N]=15.0，回彈模量[E]=20 MPa。厚0～2.6 m。分布于沖積階地。

③2粉質黏土：棕紅、褐黃色，流～軟塑，干強度及韌性中等，切面較光滑，無搖震反應，稍有光澤。標準貫入試驗實測擊數[N]=3.0～5.0，回彈模量[E]=15 MPa。厚0～2.5 m。局部分布于沖積階地。

④中粗砂：褐黃、灰白色，松散～稍密，飽和，礦物主要成分為石英，充填少量黏土。標準貫入試驗實測擊數[N]=10.0～13.0，回彈模量[E]=20 MPa。厚0～2.2 m。分布于沖積階地。

1.2.1.3 更新統殘坡積層（QPel+dl）

⑤粉質黏土：褐黃色，硬塑，干強度及韌性中等，切面較光滑，無搖震反應。標準貫入試驗實測擊數[N]=10.0～13.0，回彈模量[E]=25 MPa。厚0～3.9 m，個別鉆孔未揭穿。局部分布于剝蝕殘丘。

1.2.2 白堊系上統圭峰組（K2g）

⑥1全風化砂巖：紫紅色，原巖結構已基本破壞，巖芯呈砂礫狀，遇水易軟化。標準貫入試驗實測擊數[N]=24.0，回彈模量[E]=30 MPa。厚0～1.5 m。局部分布。

⑥2強風化砂巖：紫紅色，原巖結構仍可辨認，砂質結構，層狀構造，泥質膠結，巖芯呈碎塊狀，遇水易軟化?；貜椖Ａ縖E]=30 MPa。最大揭示厚度3.0 m，未揭穿。局部分布。

⑥2中風化砂巖：紫紅色，砂質結構，層狀構造，泥質膠結，巖芯較完整，呈長柱狀，節長20～50 cm，敲擊易折，巖石質量指標（RQD）=90%～95%，單軸飽和抗壓強度[Rc]=6.30～25.50 MPa，平均值為11.70 MPa，屬軟～較軟巖，軟化系數為0.26～0.30，屬軟化巖石，巖體基本質量等級為Ⅳ級。最大揭示厚度15.8 m。

根據現場原位測試及室內巖土測試數理統計修正成果進行綜合分析，提出巖土設計參數建議值，見表1。

道路地基土評價結果：建議以③1粉質黏土、④中粗砂、⑤粉質黏土、⑥1全風化砂巖、⑥2強風化砂巖及⑥3中風化砂巖作為路基地基持力層;路基遇①1素填土，應做地基處理;遇①2雜填土、②淤泥質粉質黏土及塘底淤泥，應予清除;基底下部存在③2粉質黏土時，應作下臥層驗算，確保地基的穩定性。

2.3 軟基處理措施

2.3.1 設計原則。依據《城市道路路基設計規范》（CJJ 194—2013），對于軟土層厚度小于3 m、埋深較淺的軟土地基，宜采用無機結合料淺層拌和、挖除換填、拋石擠淤等淺層地基處理措施;對于軟土層較厚、路基填土高度超過地基極限填土高度時，應采用排水固結法、粒料樁、加固土樁、剛性樁等深層地基處理措施[1]。

淺層地基換填宜采用透水性較好的碎石或中粗砂等粒料，換填料應高出地下水位以上不小于0.5 m、寬出路基兩側不小于0.5 m。

拋石擠淤的拋石高度應高出軟土、淤泥層頂及地表水位不小于0.5 m，寬出路基兩側0.5～1.0 m，拋石頂面應采用粒徑小于10 cm的塊石或級配碎石填平、碾壓密實。

水泥攪拌樁適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、素填土、黏性土（軟塑、可塑）、粉土（稍密、中密）、粉細砂（松散、中密）、中粗砂（松散、稍密）、飽和黃土等土層[2]。

2.3.2 設計內容。根據現場調查，道路沿線多為水塘、農田、低洼地，結合工程地質勘察報告相關參數，提出本項目沿線軟基處理措施：挖除換填法、拋石擠淤法、水泥攪拌樁法[3]。

2.3.2.1 挖除換填法。本項目沿線存在素填土、雜填土路段，不良土厚度1.5～4.0 m，采用挖除換填法，清除不良土，換填碎石至地下水位以上0.5 m后回填合格土，同時在軟基底部敷設土工格室，通過格室間的節點拉力及剪力，能有效防止路基不均勻沉降[4]。具體處理方案詳見圖1。

挖除換填法的主要特點是施工工期快、投資相對較高，適用于體量較小的軟基處理。

2.3.2.2 拋石擠淤法。本項目沿線存在較多的水塘段，本次路基處理采取拋石擠淤法，擠淤換填材料為片石。填筑片石承托層時需要反復碾壓，片石最大粒徑控制在50 cm以內，片石強度要求不小于20 MPa。片石承托層壓實標準為18 t以上振動式壓路機的碾壓輪跡不大于5 mm;孔隙率采用水袋法，最大孔隙率不大于24%。具體處理方案詳見圖2。

拋石擠淤法的主要特點為施工工期快、投資相對較低，但處理效果一般，故拋石擠淤不宜用于快速路和主干路的路基工程。對于快速路及主干路過水路段路基，一般處理方式為：填筑圍堰，抽水，清除淤泥，回填透水材料至常水位標高0.5 m以上后回填合格土，同時對臨水側邊坡進行漿砌片石防護，具體處理方案見圖3。

2.3.2.3 水泥攪拌樁法。本項目沿線存在淤泥質土路段，其長度約536 m，總面積約20 307 m2，不良土厚度4.0～6.8 m，采用水泥攪拌樁法。水泥攪拌樁按正三角形布置，樁間距為1.5 m，樁徑為0.6 m;加固深度為打穿軟弱土層，進入持力層不小于0.5 m。樁身膠凝劑采用水泥和粉煤灰，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。水泥攪拌樁質量檢測合格后，需要在樁頂鋪設0.5 m厚的中粗砂墊層夾一層土工格室加固。具體處理方案詳見圖4。

水泥攪拌樁法的主要特點是適用土質類型廣、加固深度大、投資相對較低、可大面積施工，但施工工期較慢。由于水泥攪拌樁機械進出場較困難、復合地基承載力檢測過程較復雜，故不適用于體量較小的軟基處理。

3 結語

本研究涵蓋了城市道路軟基處理比較常見的幾種措施，包括挖除換填法、拋石擠淤法、水泥攪拌樁法。對于埋深較淺的不良土路段，可以采用挖除換填法;埋深較厚且面積較大的不良土路段，可以采用水泥攪拌樁法。對于水塘路段，等級要求低的道路可采用拋石擠淤法;等級要求高的道路可采用圍堰清淤換填法。在設計過程中，通過進行路基沉降量計算，并結合以往設計的成功經驗，發現上述處理措施在城市道路特殊路基設計中均能正常使用[5]。

軟基處理是市政道路設計的重要組成部分，其處理的好壞直接影響道路的使用壽命和年限。在設計時，需要根據專業選定的線路位置進行詳細的現場踏勘，找出沿線是否存在不良地質等情況，并結合地勘報告中的巖土參數，最終選擇出合理的軟基處理措施。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.城市道路路基設計規范：CJJ 194—2013[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑地基處理技術規范：JGJ 79—2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[3]龔曉南.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2008：5.

[4]阮有祥.市政道路路基設計質量控制對策的研究[J].福建質量管理，2018（23）：123.

[5]湯威.試論市政道路路基設計及軟基處理[J].中國室內裝飾裝修天地，2019（1）：345.