探析高速公路路基設(shè)計及軟土地基處理

（西安中交公路巖土工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

修建高速公路時比較容易遇到軟土地基，如果沒有正確處理會嚴(yán)重影響工程的整體質(zhì)量，公路運行后甚至?xí)斐赏ㄐ邪踩[患。因此，需要高度重視高速公路軟土地基處理設(shè)計工作。

一、路基設(shè)計的含義

由于土層性質(zhì)存在一定的差異，因此路基分成黃土路基、軟土路基以及鹽漬土路基，涉及到的設(shè)計內(nèi)容有：路塹設(shè)計、路堤設(shè)計以及路基排水等內(nèi)容。在進(jìn)行施工計算時，設(shè)計的路基寬度為道路兩邊的路肩寬度加路面寬度；設(shè)計路面寬度時，需要依據(jù)實際交通量以及道路通行能力進(jìn)行設(shè)計，一般情況下，各車道寬度為3～4m。一部分高速公路以及城郊周圍的公路因為道路等級比較高，在調(diào)研之后可增加路基的寬度，寬度范圍在1～3m。

二、高速公路路基處理原則

（一）土壤性質(zhì)

高速公路土壤主要有黏性和砂性兩種。砂性土壤，需要選擇擠密法來處理軟土地基，由于砂性土壤里面的黏性顆粒物較少，土質(zhì)較松散，容易受到影響出現(xiàn)地基變形的情況。黏性土壤可以選擇壓實的措施，黏性土壤結(jié)構(gòu)比較緊密，透水能力比較差，土壤如果處于濕潤狀態(tài)具備較強的黏性，干燥狀態(tài)下比較容易出現(xiàn)土質(zhì)較硬的問題。

（二）公路性質(zhì)

公路的性質(zhì)和公路軟土地基的性質(zhì)有著緊密的聯(lián)系。因為公路等級存在一定的差異，工后沉降也有所不同，在設(shè)計軟土地基的處理方案過程中，需要參考公路的性質(zhì)以及功能來進(jìn)行定位。高等級公路在修建的時候需要增強對于地面沉降的控制，確保路面的平整及美觀，保障通行的安全性。

（三）施工環(huán)境

施工環(huán)境包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。開展高速公路施工建設(shè)時，需要根據(jù)工程項目建設(shè)現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行選擇施工工藝以及地基處理措施。

高速公路施工路段所處地形位置、地質(zhì)特點以及水文氣候施工設(shè)施、施工人員等因素都會直接影響到高速公路路基施工建設(shè)。

三、軟土地基的處理

（一）基本概述

軟土地基主要包括粉土以及黏土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙較大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等。如果修建路段地下水位較高，軟土地基上方的構(gòu)造物以及填方總體穩(wěn)定性便會受到影響，進(jìn)而發(fā)生地基沉降問題。修建高速公路時，進(jìn)行軟土地基處理就是為了增強高速公路施工路段的承載力以及穩(wěn)定性。

（二）高速公路軟土地基的處理方法

1、夯實法

利用專業(yè)機(jī)械等重力工具采取反復(fù)沖壓的方式進(jìn)行壓實軟土層，通過夯實法處理過的軟土地基的土壤顆粒間隙會變小，間隙中的水分被擠出，從而達(dá)到降低土壤含水量、提升土壤固結(jié)能力、增加地基承載能力的目的。

2、填石法

向軟土層中添加石塊、砂礫等骨料以增加軟土地基的承載力和抗壓能力。在選擇填充物的過程中，應(yīng)注意篩選掉形體不規(guī)則或體積過大的骨料，避免影響地基壓實效果，使路面出現(xiàn)不平整的情況。

3、擠密法

該方法有效地結(jié)合了夯實法和填石法的施工工藝，屬于綜合性技術(shù)，采用專業(yè)施工設(shè)備對軟土地基進(jìn)行振搗，再利用振動機(jī)促進(jìn)填充物與軟土地基之間緊密結(jié)合。擠密法能夠提升路基土質(zhì)的硬度，對道路總體承載力也有明顯提升。

4、高壓噴射注漿法

把預(yù)制好的水泥漿、粉煤灰等材料進(jìn)行充分伴和，注入到軟土地基預(yù)留的處理孔中，使其形成硬結(jié)的圓柱樁，與軟土層共同構(gòu)成復(fù)合型地基，此方法能夠顯著提升軟土地基的荷載力。

5、凍結(jié)法

向軟土地基里注水，同時注入特制的冷凍劑。在路基施工過程中，是否選擇使用此方法，需依據(jù)工程區(qū)域和現(xiàn)場實際情況來確定，由于此方法對環(huán)境條件要求較高，一般不常應(yīng)用于高速公路建設(shè)中。

（三）注意要點

在處理軟土地基時，需要施工監(jiān)理以及質(zhì)量控制人員來進(jìn)行監(jiān)督，以及技術(shù)指導(dǎo)和安全制度檢查。在加固軟土地基時，涉及靜壓注漿方法的使用，在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)填土層松散需進(jìn)行加固，如果是粉質(zhì)黏土則不需要注漿加固。

四、高速公路軟土地基處理設(shè)計

（一）地質(zhì)條件

在設(shè)計軟土地基處理措施時，需要充分分析地質(zhì)條件，由于硬殼層的土體會因外力而變化形成板體效應(yīng)，對路堤荷載能力起一定的支承作用。如果軟土地基基層中硬土層為薄層，可采取深層處理法；如果硬土層厚度較大，則需勘察確認(rèn)。如果軟土層里面包括較多的砂層，并且地基排水比較順暢，則需要增加豎向的排水體。如果排水作用難以得到改善，就會影響到附近的地層結(jié)構(gòu)，如此便需要綜合使用砂墊層和堆載預(yù)壓來進(jìn)行處理。

（二）處理的位置

橋頭路基如果采用固結(jié)排水方案，在實施過程中發(fā)現(xiàn)不可控因素且對地基的抗剪能力改善不大。如果采用固結(jié)排水方案與堆載預(yù)壓方案相結(jié)合的施工方法，雖然會增加預(yù)壓的時間，但經(jīng)過此種方案進(jìn)行處理之后，填筑強度、速度等參數(shù)基本能夠達(dá)標(biāo)。對于暗構(gòu)造施工而言，如果地基不存在較大的變形，橋頭路基可選擇復(fù)合地基處理方案。

（三）路基高度的控制設(shè)計

通過實踐發(fā)現(xiàn)，軟土地基的穩(wěn)定性與填土高度的多少之間存在的聯(lián)系較小，沉降量很難進(jìn)行控制。主要因為投入使用后路面交通荷載分布不勻，導(dǎo)致路面不平整，影響道路的美觀以及行車安全。想要應(yīng)對這部分問題，可通過復(fù)合地基或超載預(yù)壓措施進(jìn)行處理。

五、結(jié)語

軟土地基處理設(shè)計對于高速公路項目設(shè)計內(nèi)容來說是重要的一環(huán)，需要對施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行充分地分析，且需要根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計適合的處理方案。如果施工周期較短，預(yù)壓時間不夠充分，應(yīng)考慮超載預(yù)壓措施來提高單位時間內(nèi)的沉降量，此方法不但能縮短工期，同時能夠保障路基強度。