城市道路路基设计及软基处理探究

2021-01-09汪建军

黑龙江交通科技 2021年9期

汪建军

(江苏建星交通工程有限公司，江苏淮安 223200)

道路施工对于城市交通建设而言是非常重要的工程，是居民正常出行、货物正常运输的基本保障条件，对区域经济发展和居民生活起到重要的作用。软土路基作为城市道路施工环节的重难点，需要在路基设计中提升对软基问题的重视度，提高防范意识，从路基设计与软基处理方面优化施工，改善城市道路交通。

1 城市道路路基设计及软基处理概述

道路路基设计指的是根据规范的、科学的设计规则达到道路施工方案规划的客观要求的过程。对于城市道路路基设计而言，需要评估路基整体质量，保证路面整体承载力，从而满足道路使用需求。城市道路路基设计从一定程度上决定着后续的使用，需要考虑以下因素。

(1)地质勘察资料。调查搜集软土地区地形、地质、水文、气象等资料，采用原位测试和钻探结合的方法，查明软土地区的工程性质，为设计和施工提供依据。

(2)道路荷载。路面所受载荷来源广泛，设计时要考虑自重、行车载荷，提高道路稳定性，预防因外力作用发生坍塌事故。

(3)路基稳定性设计。路基的开挖或者填筑都会使原地层受力的状态发生变化，填筑在软土层上的路堤有附加荷载，如果超出软基承载力，路基就会沉陷；在不稳定地层开挖路基或者填筑路基会使滑坡、坍塌等问题加剧；处于稳定状态的地层，会在开挖或填筑的影响下失去平衡，破坏路基稳定性。因此，在道路施工中必须确保路基处于不利环境也具备足够强的稳定性，以达到强力承载作用。

(4)完善软基处理设计方案。这是城市道路路基设计的核心部分。软基的处理设计方案需要考虑软基的特点，即软基土压缩量高、强度低，有机物质导致地基的缝隙较大，无力承压，抗剪性能较差，在外力作用下很容易变形。软基土壤和一般道路地基结构相比透水性能较差，在雨季时往往难以畅通排水，影响地基的稳定性。

2 城市道路路基设计及软基处理的措施分析

某市开发新区的南北向城市主干道路基建设展开分析，这条道路全长17.87 km，红线宽50 m，行车时速设计为60 km/h，属于有六个车道的、双向的路面。该主干道的施工区域涉及到塘沟、农田等，软基数量较大，需要优化路基设计及软基处理。

2.1 道路路基设计

在主干道路基设计中要先勘测、研究施工区域的地形和岩土性质，了解土质的构造和发育情况，还要边坡的高度和地质、水文等条件，设计恰当的地基开挖方法，实施路堑边坡开挖。利用土质类比方法，根据设计原则进行综合设计。(1)坡率，对弱风化到微风化层设计1∶0.5～1∶0.75的开挖坡率，对强风化层设计1∶0.75～1∶1的开挖坡率，对全风化层和土质、碎石土层设计1∶1～1∶1.5的开挖坡率；(2)边坡高度，通常是每8 m一个等级，设计不超过2 m的坡脚碎落台、平台碎落台宽度；(3)针对路基填筑材料设计，液限不超过50，而且塑性指数不超过26；(4)在路基碾压设计中每一层虚方的厚度不超过30 cm。

2.2 路基填筑与压实

在路基填方开始之前应确立对路段的试验，确保充分了解路段土质状况。在试验环节要注意测量松铺系数，确定设计与压实要求相符的技术参数、基本标准、最佳施工设备组合，从而有效指导施工作业。如果路基回填土方没有达到80 cm，就可先清除原地表面的土壤，翻松30 cm土层后平整、压实，使压实度不能小于93%，最后填筑。如果回填土方超过80 cm，在清除原地表面后压实基底，压实度不能小于85%，之后填土。主干道路基施工属于后一种情况。

路基填筑施工涉及到填土、平整、振压、检测这四个区域，要进行流水施工。对于摊平施工应注意每一层土都有一个路拱，保证路基在施工期间畅通排水；每一层填土都要比设计路基宽度宽，至少每侧宽出50 cm，有利于路基边缘压实度达标。在摊平回填土以后通过20 t振动压路机反复碾压，第一遍碾压时不振动，先慢后快，从弱振到强振，轮迹要有40～50 cm重叠，保证碾压均匀，无漏压，再按照对应频率检测压实度，报给监理工程师验收。

2.3 软基地区施工要求

(1)软基地区施工应尽早安排，应考虑地基所需的固结时间。

(2)施工期间，应严格控制填筑速率，进行动态观测。

(3)填筑过程中，路堤中心线地面沉降速率24 h应不超过10～15 mm，坡脚水平位移速率24 h应不超过5 mm。对于填筑的速率主要根据水平位移进行合理的控制，一旦超出标准要即刻停止填筑。

(4)桥台、涵洞、通道以及加固工程应在预压沉降完成后再进行施工。

(5)应按设计的预压荷载以及预压时间实施预压处理。针对堆载预压填料，适宜选择上路床填料，而且要分层填筑压实。

2.4 加强软基处理施工

(1)土工织物加固

面对软基处理难点，土工织物加固方法比较常见，通过放置土工合成材料，起到防渗、过滤、排水、加筋和隔离等作用，达到保护及加强软基岩土的目的。

铺设土层应当是平整的，禁止出现坚硬的碎石、块石等凸出物；牢固连接土工织物，在受力方向之上的连接强度不应比材料设计要求的抗拉强度低，搭接宽度也不应比150 mm小；摊铺土工织物之后应在48 h内实行填料填筑施工，避免长时间受阳光曝晒。填铺土料时不能直接在土工合成材料上面卸倒，务必在已经完成摊铺施工的土面之上卸倒；卸土高度不宜大于1 m，在卸土之后要即刻进行摊铺施工，预防局部下陷。

(2)排水固结与置换

排水固结方法以使用排水井为主，对软基进行抽水和抽气、加压、电渗等处理，固结地基土壤，使地基强度提高。通过这一方法处理软基，提前了地基沉降的时间，使地基四周土壤更加稳定。

置换处理方法又被称作换填方法。先挖除软基的软土，再通过强度与稳定性都较强的沙砾、砂土、素土等土质逐层置换，改善路基土质，有效控制沉降。置换以后通过挤压、振动、夯实等技术处理地基表面，提高地基的承载力。

素土、灰土换填：对于石灰剂量，也就是石灰在混合料总质量之中占据的百分比，适宜将消石灰控制为8%、磨细生石灰控制为6%。对于土料，适宜选择不含有机质的、塑性指数超过15的黏性土，粉碎土料之后土块粒径不应超过15 mm。素土、灰土分层回填夯实或压实，回填厚度根据碾压机械确定，一般可为200～300 mm。

砂和砂石换填选择使用质地坚硬、级配良好的中、粗砂或砂砾。

粉煤灰换填选择使用电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰。

(3)浆喷桩

在施工之前要做好成桩工艺以及成桩强度的试验。

对于固化剂，适宜选择石灰或者水泥，固化剂掺量则要按照试验来定。如果选择水泥，可以是普通硅酸盐水泥，强度等级以32.5为宜，水泥掺量以被加固湿土质量的12%～20%为宜。具体可按照道路工程施工所需以及土质条件选择节省水泥而且具备早强、缓凝以及减水等功能的外掺剂。

①对于浆液，要根据成桩试验所定配合比进行拌制，避免已经制备好的浆液离析，放置时间不能过长，如果浆液放置超过2 h就要废弃。

②对于提升钻杆和喷浆搅拌，钻头应朝着反方向一边旋转、一边喷浆、一边提升，而且提升的速度以0.5～0.8 m/min为宜。在提升钻头到距离地面1 m处时，以慢速提升为宜；如果喷浆口即将出地面，就要停止提升，并且进行数秒的搅拌，确保桩头均匀搅拌。

③对于地面以下一定深度的桩身，应按照设计要求复搅，速度以0.5～0.8 m/min为宜。

④对于喷浆的压力、数量以及钻进的速度、提升的速度等参数，应随时记录其变化。如果发现喷浆量不足，就要整桩复打。