山區公路項目深厚軟基的處理措施探討

摘要 文章針對某穿過冬水田的軟土填方路基公路，為了研究其深厚軟土、斜坡軟土區段的路基加固處理辦法，以提高深厚軟土路基的穩定性，為同類工程施工帶來經驗，通過對比分析豎向排水板法、加固土樁法、剛性樁復合地基處理法這三種施工方案，得出以下結論：（1）對填方高度不超過6 m的軟土區域，應采取豎向排水板法施工；（2）對填方高度超過6 m的軟土區域，應使用素混凝土樁加固；（3）對傾斜軟坡土路段，通過回填反壓、側向支擋和素混凝土樁復合地基三種方案的對比試驗，綜合有限元分析法，按規范計算法的計算結果，得出素混凝土樁復合地基法為最佳路基加固辦法。

關鍵詞 山區公路項目；深厚軟土；斜坡軟土；軟基處理方案

中圖分類號 TU470 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）05-0093-03

0 引言

該文涉及的山區公路項目在修建時必須通過一段山區低谷軟土區，該區段分別有斜坡軟土、層狀軟土和谷間鍋底狀軟土三類路基。山區軟基地基有自身工程特性，這類深層沖洪積軟土路堤加固，是路基處理的難點，應針對不同地質情況選擇不同的地基處理方案。若處理方法不當，在公路使用運營過程中可能會造成路基沉降，形成安全隱患。因此，必須制定科學的路基處理方案，提高公路建設的穩定性。

1 項目概況

某公路工程主線長8.91 km，時速設計80 km/h。該工程建設經過一段填方高度為2.5～16.0 m的軟土填方區域，其地表形式為寬緩的U型槽，溝槽橫寬80～120 m，縱長1 080 m。由于該區段的左右山丘沖溝內地表水均匯入U型溝槽內，匯水區域大，溝槽內地勢低洼，目前為冬水田。通過實地勘察發現，該工程底部的軟土厚度大，多為層狀、鍋底狀和斜坡軟土狀，現針對這幾種情況做出對應的處理措施。

2 深厚軟土路基處理

該文以層狀軟土路基和谷間狀軟土路基為研究對象，分別研究了對應的地基處理方案。

2.1 路基處理前計算分析

該工程的主線K2+840～K3+500段，路基高2.5～

16.0 m，通行時均以路堤通過。現選擇K2+940、k3+100和K3+400段的典型深厚軟土作為研究對象，使用6.5版理正巖土軟件，計算其沉降值和穩定性，并得出了如表1所示的計算結果。

根據現行公路路基設計規范，要求路堤穩定性安全系數≥1.30，普通段工后沉降值不得超過30 cm。由表2可知，上述3個典型斷面的穩定系數及工后沉降值都達不到規定標準，因此，必須采取科學的措施對深厚軟弱段地基進行加固。該文比較了三種常用的路堤軟弱地基處理方式：①豎向排水體法；②加固土樁復合地基法；③剛性樁復合地基法[1]。

2.2 路基處理方案分析

2.2.1 豎向排水體處理法

根據《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》要求，軟土地基深度大于3 m時應采用豎向排水體施工辦法。該工程建設現選用SPB-1或SVD-1型塑料排水板+堆載預壓固結聯合法進行施工，通過“理正巖土計算6.5PB4版”的計算分析，得出當路堤填方高度超過6 m時，該方案無法滿足穩定性和工后沉降的規范要求。

因此，對于填方高度不大于6 m的深厚軟土地基段，選擇適用性最強的“塑料排水板+堆載預壓固結法”，綜合效益最高，但仍需確保充足的預壓時間。對于大于6 m的高填方深厚軟土段，可以采用加固土樁或剛性樁的施工方法處理地基，有效提高路堤的穩定性[2]。

2.2.2 加固土樁方案

由于軟塑灰黑色泥炭質土層的有機質含量較高，含量約10%～30%，局部可達到50%，采用攪拌樁（或旋噴樁）加固時可能存在后期塌陷和不固化的風險，不建議采用該方法進行地基加固處理。

2.2.3 剛性樁方案

剛性樁可有效應對深厚軟土地基上荷載大、變形要求嚴的情況。可利用成熟的素混凝土樁技術，將土樁布置為等邊三角形，土樁的樁徑為0.5 m，樁間距為2.5～

3.0 m，樁身延伸到基巖面或其他持力層0.5 m以下，樁頂均設置邊長1 m的方形樁蓋。經實踐，該方案切實可行，現已在多個地區廣泛應用。

2.3 加固處理后計算分析

基于上述分析，計算典型深厚軟土斷面K2+940、K3+100、K3+400在加固地基后的穩定及沉降數據，得出表2所示的結果。

根據表2可知，上述3個斷面經地基處理后，穩定系數均在1.30以上，工后沉降量均在30 mm以下，符合規范標準，證明了上述地基處理方法均合理可行。

3 斜坡軟土路基段

3.1 斜坡軟土路基段穩定性分析

斜坡軟土地基也是一種常見的山區軟土形式，其軟土位置分布在硬粘土或基巖上。現選擇K3+200斷面（如圖1）為研究對象，該斷面的基巖橫坡傾斜度為25°，且斜坡上有約6.8 m厚的軟塑粉質黏土。

現通過Geo5和Plaxis計算軟件的應用，綜合規范法和有限元法兩種計算方法，利用圖2～4中的計算模型，計算得出路基的穩定性結果，具體情況如表3所示。

計算表明，填方路堤會推動坡腳的軟土，使其沿著軟土層和基巖的交界處滑動，現利用有限元法和規范法計算，得出的穩定系數是分別是0.98和0.92，均不符合標準規定，因此需對軟土做加固處理。經調研，該基巖斜坡段地基主要存在坡陡穩定性差和路基沉降兩種問題，經科學分析，提出了以下三種可行性研究方案：①素混凝土樁+坡腳反壓；②素混凝土樁+路基側向支擋；③素混凝土樁復合地基加固[3]。

3.2 方案一：坡腳回填反壓

反壓護道技術可以有效地提高軟土地基的穩定性，且經濟效益高，其技術的關鍵在于科學確定反壓護道的高度和寬度。根據現有軟土細則規范，反壓護道的最大高度不能超過路堤高度的1/2。現以填方高度為9.0 m的K3+200段斷面為實例，分析具體的施工辦法。首先，在坡腳設置高4.0 m，寬10.0 m，坡率為1∶2.0的反壓護道。其次，在填方下布置素混泥土樁，并保證其打入持力層0.5 m處，確保護道的穩定性。具體施工情況如圖5所示。結果表明，反壓護道技術能有效保證路堤的穩定性達到設計要求[4]。

如圖5所示，反壓護道寬20 m，黑色粗線處區域均為農田。經業主調查，當下土地征收難度大，且在反壓體下安裝素混凝土樁成本較高，不建議使用反壓護道法加固路堤。

3.3 方案二：路基側向支擋

設置混凝土土樁在填方下部，土樁深度應到達持力層0.5 m處，以降低路基沉降量。在路基傾斜方向外側填方平臺上，安裝了一排樁板墻，樁長10 m，樁徑1.5 m，樁間距5.0 m，嵌固深度約5 m，以實現填方的側向約束。通過合理計算，得知該施工方法符合路基沉降和穩定性要求。但抗滑樁的成本高，且抗滑樁施工工期長，綜合效益低[5]。

3.4 方案三：素混凝土樁復合地基加固

設置混凝土土樁在填方下部，并在路基坡腳外擴兩根素混凝土樁，不改變原來的樁徑（0.5 m），調整基層軟土區的樁間距為2.5 m，樁嵌巖深度為2.0 m，具體斷面如圖6所示。

針對已完成加固處理的復合地基，利用Plaxis和Geo5計算軟件，使用規范法和有限元法，分別對上述三種方案展開穩定性計算[6]。其中，規范法是將土和樁作為復合地基考慮，有限元法采取了強度折減的計算方式，最終得出軟土路基經加固處理后的穩定性結果，具體數值如表4所示。

表4的結果數據表明，通過強度折減法和規范法計算，均能得出加固后的邊坡穩定系數在1.30以上，達成了設計目標，證明了該方案的可行性。現綜合考慮地基加固的實用性、經濟性和安全性，可以得知方案三，即素混凝土復合地基處理法的經濟效益最高[7]。

4 結論

綜上所述，根據該文針對山區公路項目深厚軟基段所提出的處理措施，可以得出以下結論：

（1）深厚軟土地基段填方路基的穩定性系數和沉降量都不滿足設計規定，需要進行加固處理。

（2）填方高度不超過6 m的深厚軟土區域，采用堆載+豎向排水板法進行預加固，能使其達到規范要求。

（3）高填方厚度達6 m以上的路段，可以使用素混凝土樁基治理，或其他復合地基加固法，使其達到設計規定。

（4）斜坡軟土段的填方路基加固治理，根據現場工況和經濟效益，可采取素混凝土樁法對其進行加固，使其具有較高的壓縮模量和抗剪強度，以保證路基穩定系數和沉降值達到設計要求。

參考文獻

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