探析高速公路路基设计及软土地基处理

2017-03-02黄湘宁

黑龙江交通科技 2017年9期

关键词：路堑路堤宽度

黄湘宁

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳 550008)

探析高速公路路基设计及软土地基处理

黄湘宁

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳 550008)

我国交通业发展迅速，对高速公路修建的质量要求也不断提高，高速公路在修建过程中最基础的部分是路基设计和软土地基处理，高速公路的修建是为人们的生活出行和货物运输提供便利，因而高速公路修建沿线路基需要稳定和坚实，如此才能保证行车安全与舒适。在此基础上，主要对高速公路路基设计及软土地基处理进行研究与分析。

高速公路；路基设计；软土地基；处理分析

1 路基设计

1.1 基本概念

路基设计按照施工段的土层性质不同可以分为黄土路基、软土路基和盐渍土路基三类，其主要的设计内容包括路堑设计、路堤设计和路基排水等。在施工计算角度来说，设计的路基宽度一般是指道路两边的路肩宽度和路面宽度的总和，设计路面宽度时要根据实际的交通量和道路通行能力而定，通常情况下，每个车道的宽度在3.5 m左右。一些高速公路和城郊附近的公路由于道路等级相对较高，可以适当在实地调研的基础上增加路基宽度，宽度范围在1～3 m左右。路基设计中的高度设计是指高速公路开挖的路堑深度和填筑的路堤高度，路基高度主要分为边坡高度和中心高度。在分层压实路堤填土时，要保证密实度。开挖土质路堑时要与设计标高一致，在此过程中还要检验路基在天然状态下顶面工作区的密实度，要进一步达到一定的密实度还要在必要时分层挖开、夯实。

1.2 设计原则

高速公路在修建过程中关于路基设计是一项基本的技术性内容，高速公路的路基和铁路路基在设计原则和整体作用上基本一致，其共同目标均是保证自然营力和动荷载作用下路基层相对稳定。高速公路和铁路路基由于在长期的动载和变形下要保证弹性变形不能太大，否则影响道路使用的质量和稳定性。高速公路路基设计要坚持实用性原则和安全性原则，高速公路的车辆通行量较大，速度快，且荷载量较大，不同地区的土层和岩层性质不同，路基稳固性也不同，因而在设计过程中需要做好选址勘查。同时在数据计算和技术分析过程中，根据不同等级的公路道路要求，对路基宽度、高度做好基础规划，通过路堑设计、路堤设计、排水设计和防护设计等保证路基使用安全和稳定。

1.3 路堤和路堑设计

高速公路路基设计中的路堤设计和路堑设计是主要内容，需要从技术分析的角度，探讨路基设计要点和难点。高速公库的路肩宽度需要保证能够堆放养路材料，在路面稳定的基础上，确保路堤填筑材料选用适当、填筑质量符合要求。不同等级的高速公路对路基施工和路堤设计的要求也不同，一般可以通过就近取土、适当降低施工成本。路堤边坡高需要单独计算，可使用圆弧设计，平原地段的填土高在0.5 m以下即可；路堤填土时要将基底的草皮全部清除，两侧要有排水沟的设计防止路堤脚受积水影响。路堑设计要根据不同地区的土质情况，控制好地层在挤压剪切作用下的土层压力，地层均匀的情况下，岩石边坡比为1∶0.1～1∶1，粘性土的边坡比则为1∶1～1∶1.5。

2 软土地基处理

2.1 基本概述

高速公路在修建过程中关于软土地基处理通常是指压缩量比较好且总体强度较低的软弱土层，这些土层中大多有机物质含量较多，高速公路修建等级不同，运营能力也不同，对于较高等级的高速公路，软土地基部分主要由粉土和黏土构成，这些松软类土含有较多细微颗粒，另外软土地基中还含有孔隙相对较大的有机质土和泥炭，在地下水位升高时，软土地基上方的构造物和填方总体稳定性会变差继而出现地基沉降问题。高速公路软土地基在分类过程中不能单一的按照地基条件来确定，软土地基的施工工艺和填方形状均不同，要依据构造物和填方的规模、形式、地基特性和种类而定。高速公路修建过程中实施软土地基处理是为了进一步提高公路施工路段的承载力和稳定性。

2.2 主要处理方法

高速公路软土地基处理的方法主要有反压护道法、真空预压法、堆载预压法、水泥土搅拌桩法、换填垫层法、强夯法、加筋路基法和化学加固法等。不同的处理方法具有不同的使用要求，以化学加固法为例，主要是指在软土地基中加入一定的化学材料或水泥，这种方法一般适用在粉土、砂土、粉质粘土、淤泥质黏土、人工填土和一般黏土中，在加强已有构造物地基或处理岩体裂隙时也可使用这种方法。土体在和化学材料以及水泥发生化学反应后，能够将土中的空气和水挤出，提高复合地基的承载力。化学加固中的粉喷桩、注浆、硅化法、旋喷桩和水泥土搅拌方法等均有不同的使用特性。

2.3 注意要点

软土地基处理过程中需要有专门的施工监理和质量控制人员到场监督，实行技术指导和安全制度检查。例如在对软土地基加固时会采用静压注浆的办法，松散的填土层是主要加固对象，但是粉质粘土就不需要再进行注浆加固。当软土地基中的淤泥质土局部对应范围不大，施工过程中可以在注浆孔底部约两米的地方实行高压劈裂式注浆处理，其中注浆孔的直径范围在三米以内。纯水泥浆在灌注过程中水灰比一般是1∶1或0.75∶1，前者是在容重为1.49的情况下，后者则是在容重为1.62的情况下。早强剂氯化钙在水泥掺和中的重量比例为2%即可，针对这些，在软土地基处理过程中均要进行技术分析和数据分析。