道路路基設計中的軟基處理分析

郭敏權

湖北建科國際工程有限公司珠海分公司 廣東 珠海 519000

引言

由于社會的進步發展和人民生活的水平提高，對于基礎設施的建設需求也在逐步增加質量要求，運輸部門的高速發展和優越良好的道路出行條件，對社會生產力和人民生活有著較大影響力。并且如今道路設計已經直接影響到人民的穩定生活和生命財產安全。此外，道路的建筑設施也體現了整個城市自身的潛力所在和經濟發展。優質的道路越來越被認可，道路建設項目的實施是相對安全的，但各種制約制度繁多，維修建設中仍會出現很多困難所在。道路的修建需要對施工現場進行實時考察，并進一步探究分析其中實施可能存在的問題和需要注意的地方。

1 軟土地基施工原則

軟土地質具有土質松軟易沉降，土層的重力承受能力較弱等缺陷，尤其是在施工中難以保持穩定的強度和應力效果時，容易導致地基出現裂痕、坍塌等情況。軟土地基在項目使用過程中，受到外力作用更容易變形，給交通造成安全隱患。軟土地基施工要重視天氣，在施工期間應當盡可能規避陰雨天施工。陰雨天施工會導致大量雨水滲入到軟土層中，軟土層在潮濕情況下進行地基施工，會增加地基變形的隱患。軟土地基施工還要注重土層結構強度的增強，采用有效的技術手段，提高軟土地基應力，從而可以保持地基具有較好的抗力。施工中應當做好地基防滲措施，可以較好應對軟土易沉降的缺陷。

2 剪切強度相對較差

與其他的土層相比對可以發現，軟土地基的土壤顆粒縫隙尤為巨大，從而大大降低了道路地基工程的承載強度以及剪切強度。目前許多城市的交通工具數量不斷增加，道路工程的負擔也在逐漸增加。因此在這種情況下，道路保護工作將面臨巨大的壓力，嚴重影響道路的穩固狀態和安全性能[1]。

2.1 軟土地基的流動性較強

在長時間的重力和承載重壓作用下，軟土地基會逐漸產生位移和變形的情況，尤其是在道路施工過程中，軟土加固技術不夠成熟，就會出現一定的流動情況。從而導致出現道路承重過大或者道路超載時，就很容易引發坍塌的危險。損壞道路質量，降低道路使用壽命，更有甚者會引發交通事故對城市建設帶來損害。

2.2 使用軟土地基建設城市道路的危害

因為軟土地基的內部空間比普通路基大，并且軟土地基的整體穩定性差從而使得其承載能力也較差。其次，軟土地基的壓縮系數大非常容易使其內部結構發生變形。如果施工單位不能就軟土層的問題尋求到有效的解決辦法，必定會將許多安全問題通過道路工程施工過程暗藏進城市道路中。

3 道路路基設計中的軟基處理分析

3.1 軟基處理的目的

道路軟土路基經處理后，使用期內不發生較大的沉降和不均勻沉降，路面結構完整和車輛行駛平穩、安全、舒適。同時，路基在施工期和使用期間不發生局部或整體破壞。

3.2 軟基處理方法介紹

常用的處理方法有強夯加固、淺層軟基處理與深層軟基處理等。

3.2.1 強夯加固。強夯法即強力夯實法，又稱動力固結法。是利用大型履帶式強夯機將約10～30t的重錘從8～30m高度空中自由落下，對地基進行強力夯實工作，提高地基的承重力和壓縮模量，并形成比較密實和均勻的地基成形，在地基達到一定深度內改變了地基土的孔隙密集分布[2]。

其特點是：可使用工地常備簡單設備；操作簡單；施工工藝、適用廣大范圍土質，加固夯實效果顯著，可取得較高的承載力，一般地基強度可提高3～5倍；加固影響深度可達4～10m；壓縮性可降低4～10倍，施工效率高，施工速度快，節省加固原材料；較換上回填和樁基可縮短工期一半；施工費用低，節省投資，比換土回填節省一半左右的費用，與預制樁加固地基相比，可節省大約50%～70%投資等。

3.2.2 淺層軟基處理。如若泥沼或者軟土厚度小于2m，可以選擇換填軟土的地基處理方法，也可以分層回填之后進行碾壓加固，也可以結合加筋法進行處理。拋石擠淤的處理方法比較適合應用在淺層軟基處理中，其處理技術也更為經濟。

3.2.3 深層軟基處理。深層軟基處理方法主要有：堆載預壓法、真空聯合堆載預壓法、深層水泥攪拌樁復合地基、素砼樁復合地基和PHC管樁復合地基，下面對這些處理方法進行詳細介紹。

3.2.4 堆載預壓。在軟土地基中插入豎向排水體（塑料排水板或袋裝砂井），通過堆載荷載預壓，孔隙水通過豎向排水體排出，加快土體固結，從而提高地基土的性能。

3.2.5 堆載預壓法的優點。

3.2.5.1 通過堆載預壓后，地基土固結并形成硬殼層，運營期沉降均勻。

3.2.5.2 由于土體性質得到改善，在城市道路工程中，管線支坑開挖時不會產生滑塌，保證施工安全，降低造價。

3.2.5.3 堆載預壓工法造價低廉。

3.2.6 堆載預壓法的缺點。

3.2.6.1 該法施工工期長，沉降收斂慢，堆載期一般為12個月，若在雨季施工，由于本地區降雨量大，影響堆土速度，施工周期甚至更長。

3.2.6.2 該法需要大量的堆載土，堆載土的厚度一般不低于5m，土方來源困難，達到卸載要求后，還需卸載，棄土也是個問題。

3.2.6.3 由于堆載高，容易發生失穩，有時需要設置反壓護道。

3.2.6.4 堆載荷載施加時，應分級施加。雨季施工時，堆載速度受到影響，進一步延長工期。

適用范圍：深層攪拌施工法適用于處理包括淤泥、淤泥質土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟黏土，含水量高且地基承載力的標準值不可大于120kpa的黏性土性地基。對泥炭土或地下水pH值較低、有機質含量高的黏性土，宜通過實驗確定其適用性。

處理深度：水泥土強度一般不高。水泥攪拌樁對于樁徑不小于0.5m，水泥攪拌含量一般為12%～20%，對于珠海地區，一般處理深度為15m，若處理更深，則需采用直徑80cm和100cm的大直徑水泥攪拌樁，處理深度可達到25m。

該工法技術基本成熟，但是處理淤泥層時施工過程質量不易控制，水泥含量不高，水泥土強度低，樁身容易被壓壞。

3.2.7 素混凝土樁。該方法基本原理為：素砼樁樁身具有較高的強度和剛度，樁的側摩阻力可以全長發揮，較深的相對硬層也可將荷載傳遞。工程施工時對樁間土有擠密作用，較大幅度提高地基減少沉降和承載力[3]。

素砼樁工法技術成熟，處理效果好，效果佳，但處理深度超過25m時造價較高。適用范圍常用于人工填土、加固黏性土，黃土、粉土、淤泥質黏土等地基。

3.3 管樁

管樁復合地基適用于處理黏性土、黃土、粉土、淤泥質土、松散或稍密砂土及素填土等地基。管樁常用的樁型為PHC樁或PTC樁對等，其樁身要求強度高，樁體質量要求有保障，在處理深厚軟土有其獨特優勢。

管樁在城市道路軟基處理中，該施工法由于樁的間距有些大，污水處理管線地基還要應結合采用傳統水泥攪拌樁復合地基完成處理。

3.4 軟基處理方法比較

軟基處理方法，首先要選擇主要與軟土的物理力學指標、上覆回填土松散的程度、軟土層深度標準、軟土層的摻雜的程度及重要地質程度、各種處理方法的適用條件、及周邊建筑物的分布情況和工期時間長短等因素有關。

表1 軟基處理方法比較表

3.5 軟基處理方法選擇

3.5.1 對于場地空曠路段，優先推薦處理效果好，造價低的排水固結法，當項目地區土方缺乏時，堆載預壓處理需要大量土方且工期長，處理效果不如真空聯合堆載預壓，因此場地空曠路段推薦采用真空聯合堆載預壓處理。

3.5.2 與現狀道路銜接段，若采用排水固結法容易使得現狀道路及管線破壞，推薦采用復合地基處理。當場地淤泥層深度均在25m以內，水泥攪拌樁復合地基造價較素砼樁和管樁復合地基，其水泥攪拌樁為柔性樁，樁間距小，容易與樁間土形成復合地基，造價方面水泥攪拌樁也較素砼樁、管樁低，管線也無須單獨處理，可進一步降低造價，因此與現狀道路銜接段推薦采用水泥攪拌樁復合地基。對于淤泥層深度小于15m路段，推薦采用D60cm水泥攪拌樁，對淤泥層厚度大于15m路段推薦采用D80cm水泥攪拌樁復合地基。

3.5.3 當項目有橋梁時，橋臺兩側橋臺臺后引道填土較高時，工后沉降控制嚴格。為加強臺后路基穩定性和橋臺的穩定性，推薦采用格柵式水泥攪拌樁，并在格柵式水泥攪拌樁中插打攪拌樁與格柵式水泥攪拌樁一同形成復合地基減小臺后引道工后沉降[4]。

4 結束語

針對道路路基設計在日常工作中可見的軟基處理技術，我們應針對方法是根據具體的地質情況，來取納最見效的、最具針對性的處理手段和方法，不斷創新并完善現有的施工技術開發，保證順利推進道路工程的項目，促進我國道路交通事業的健康綠色發展。