浅析道路设计中软土路基处理方法

范达伟 王晓飞

摘 要：软土路基处理是道路工程建设中面临的一项重要的问题，这样的路基土质松软，含水量大，承载力较低，必须进行科学合理的处理，否则会造成路基强度低、施工结束后路基不均匀沉降过大，导致路面开裂或者塌陷，影响路面的使用性能。文章通过工程实践的结合，对道路软基处理设计的相关问题，进行了简单的阐述和分析。

关键词：道路；施工；软土路基；处理

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

在我国，地质情况复杂多变，其中软士分布广泛，给道路工程建设带来较大的影响和公路隐患，成为公路工程关键问题之一。在道路设计时应尽可能避开天然含水率高、孔隙大的软上地区，但有时却不得不将路线选在明知是相当软弱的软土地基地区。在软上地区修建公路，高路基存在着稳定性差和过大的变形沉降，而低路基在交通荷载的作用下，常使道路沉降变形，严重影响道路的质量和使用，由此造成巨大的经济损失。在路基设计和施工中，常会遇到软土地基的处理，如果软土地基的处理方法采用不当，不仅浪费了资源，起不到应有的作用，还会造成路基的破坏。因此，在路基设计和施工中，对软土地基的处理方法的选择上要特别慎重。探讨道路设计中软基的处理方法则成为重中之重。

1 概述

软土为滨海、湖沼、谷地、河滩、等处于天然含水最高、天然孔隙比大、抗剪强度低的细粒土。

软土的工程特性主要有：

（1）软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。软土一般天然含水量≥35，天然空隙比为1～2。

（2）具有明显的流变性。在剪应力的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在固结沉降完成后，软土还可能产生可观的次固结沉降。

（3）压缩性高，透水性差。软土的压缩模量Es<4MPa，其压缩性随着液限的增大而增大。

（4）抗剪强度低。我国软土天然不排水抗剪强度一般小于20kPa，有效内摩擦角20-35°。

2.道路设计中软基处理的基本原则

所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层。软土的物理力学性质差，具有天然含水量大、强度低等特性。而不同的地质，其处理的方法也就大不一样。这就需要设计人员要全面考虑到软基处理的基本原则：综合考虑地基条件、环境条件及施工条件，并结合公路工程旱线状的分布，地质条件千变万化的特点，采用动态设计的方法，从而选择恰当的处理方案。同时，在道路设计时，也要考虑工程中资金和工期的因素。

3. 了解软土地基处理的方法

(1).对于在城镇和道路立交桥附近、漫流水、水塘、浸水路基地段，采用骨架护坡、浆砌片石护坡、干砌片石护坡等处理方法，对路堤坡面进行防护。

(2).对于填筑高度大于5m粉土、粉质粘土以及粉、细砂作填料的路基地段，路堤边坡加固工程主要采用土工格栅等处理办法。

(3).对于盐渍土路基主要采用铲除换填、复合土工膜隔断层方法处理。

(4).对于冲洪积地区的软弱地基处理主要采用挖除换填、土工格栅、强夯等处理方法。

(5).对于松软土地基处理主要采用重型碾压、土工格栅方法处理。

(6).对于地震液化地区处理主要采用土工格栅和强夯。

(7).对于风沙路基主要采用中立式芦苇方格沙障、芦苇方格沙障、砼块板包坡等方法处理。

(8).对于风沙流路基工程主要采用砼板包坡、中立式芦苇方格沙障、芦苇方格沙障、土工格栅等处理方法。

(9).对于风蚀路基工程主要采用砼块板包坡、土工格栅、加宽路基面等方法处理。

(10).对于膨胀土（岩）路堑工程主要采用基床换填+防渗复合土工膜、浆砌片石护墙、骨架护坡等方法处理。

(11).对于风吹雪路基主要采用放缓路基边坡、预留宽平台、设置挡雪栅栏等方法处理。

4.选择软基处理方法应考虑的条件

为保证路基稳定或控制工后剩余沉降在选择处理方法时，除了考虑处理方法的特点、对地基的适用性和效果外，还应考虑公路条件、施工条件、经济性、可靠性等。目前，新技术、新工艺、新机具、新测试方法不断涌现，当开发、引进新的软基处治方法或进行软基处治方法比较时，应在大规模施工前进行现场试验，以验证该处治方法的可靠性，并验证设计参数、工艺参数作为施工时的控制指标，掌握必要的施工经验和施工工艺。

5以下常见的软土路基处理问题措施

(1).换土：用人工、机械或爆破方法将路基软土挖除、换填强度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料，改变了基底土的性质，效果良好。适用于软土层较薄、上部无硬土覆盖的情况。

(2).抛石挤淤：通过向流塑状高灵敏度的淤泥表面大量抛填土石填料，依靠填料的自重，挤开淤泥，强制置换饱和软土地基的地基处理法。当软土的液性指数较大，水不易抽干时，可采用该的方法。

(3).排水砂垫层：在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂垫层，其作用为在软土顶面增加一个排水面。在填土过程中，土中渗出的水就可从垫层中排出，加速地基固结，提高软土强度，增强路基稳定。

(4).铺设土工织物：在路堤与基底间铺设一层或多层的土工聚合物，可以起到加筋、垫层和反滤等作用。土工织物的主要材料是聚脂、聚丙烯、聚酰胺等高分子化合物的合成纤维。

(5).反压护道：在路堤的两侧填筑适当高度（一般低于极限高度）与宽度的护道，在护道荷重作用下，形成反向力矩平衡路堤填土的滑动力矩，从而保证路堤稳定，因护道起反压作用，故此得名。

(6).塑料板排水法：将预制带状塑料板用插板机将其竖直插入土中，形成类似砂井的排水通道，再在地面施加荷载预压。使孔隙水沿塑料板的通道逸出，从而加固地基土的方法。

(7).袋装砂井：在合成纤维编织袋内充填中、粗砂构成的砂袋，装入地基孔内，以加速地基排水固结，加固原理与设计方法与砂井相同。袋装砂井的直径按排水及施工工艺要求确定，一般采用7-12cm。

(8).CFG桩：桩体中加入水泥和粉煤灰形成了高黏结强度的桩，改善了碎石桩的刚性，不仅能很好地发挥全桩的侧摩阻作用，也能很好地发挥其端阻作用，CGF桩和桩间土、垫层一起形成复合地基。

6.软基处理方案

软土路基处理方法按处理深度分为浅层处理和深层处理。深层处理（深厚软弱地基）常采用塑料排水板，粉喷桩法等，而浅层处理常采用换填法，换填法通常用于软土路基分布范围较小，深度≤3m 的情况，换填法处理基本原理是挖除浅层软土或不良土，换填砂砾，并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力，减少沉降量，具有施工工艺简单，投资少的特点，是施工中经常采用的方法。换填料可视具体情况选用粘性土、改良土或其他适宜材料，垫层材料可选用砂、碎砾石、改良土等。根据项目地质勘查结果，某项目①层软土埋深普遍小于2m（多为0.6~1.5m ），而②、③层不良土质（土质稍差，粉质粘土、粉土，含水量较大）埋深较大。某项目道路为开发区园区道路，主要为企业服务，道路标准低，工期要求紧，如果换填厚度超过 3m，从经济上来说不可取，设计中从路基工作区受力的角度确定换填深度。

路基在工作过程中， 同时受到由路面上传递下来的车辆荷载，以及路基和路面的自重作用，车辆荷载产生的垂直应力 δ1随深度的增加而减小，自重应力 δ2则随深度的增加而加大，因此，车轮荷载在土基中产生的应力 δ1与土基自重应力之比亦随之急剧变小。 如果此比值减小到一定数值，如 10~20%，即在某一深度 Za 处，行车荷载在土基中产生的应力仅为土基自重应力的 1/5~1/10，与土基自重引起的应力相比，车辆荷载在 Za以下土基中产生的应力已经很小，不会产生对软弱土基的压缩，可忽略不计。一般后轴重 100kN 作用深度为 1.9~2.4m，即道路换填深度（包括路堤填筑高度）不宜小于此值。因为路面材料的强度及单位体积的重力比土基的大，路基工作区的实际深度随路面强度的增加而减小，但均应使天然地基下部土层能满足路基工作区的设计要求，如采用碎石垫层等。

7 结语

软土地区路基如果处治不当，将会成为今后道路结构的薄弱点，其后期沉降变形反射到路面上来，诱发各种路面病害，增加养护维修费用，甚至影响交通安全，带来不良的社会影响。在甄选软基处理方案的过程中，要因地制宜，根据方案的技术经济对比，综合权衡后选用造价低廉，满足工期要求且加固效果明显的措施。

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