路桥设计中几种常见的软基处理方法

陈江龙

（中亿通达设计咨询集团有限公司，福建三明365000）

0 引言

为了顺应社会的持续发展，城市化建筑要求路桥设计的标准不断提高。然而，路桥项目在使用过程中，软基问题处理得好坏直接关系到整个项目的使用寿命及后期的维护成本。处理好软基问题可以大大提高地基的稳定性，降低不均匀沉降给行车带来的危害。本文结合实际工程，对几种常用的软基处理技术展开讨论。

1 软基的工艺特色

首先，因为软土壤层的含水率相对较高，在施工过程中，可能有大量淤泥堆积的情况发生，导致损坏设备，甚至对整个工程质量产生不利影响。其次，渗水能力有一定局限性，一方面，因为水饱和不会渗透到软土层中，对软土的凝结速度造成影响，使工程的进展变慢，甚至出现排水管堵塞的问题；另一方面，渗透的水会影响软土的面积，对上层建筑的稳定性造成威胁。最后，由于软土的压缩能力，要优先进行软土层的排水。由于对水的排放不可控，降低了地表的承受能力，从而出现结构的坍塌。

2 软基处理过程中易出现的问题

2.1 勘探的问题

在路桥设计之前，要做好勘探准备工作。使用专业的工程勘测，对软基处理的地点进行地理特征的全面分析。如果施工人员没有很好地研究软基的地理特征，在实际的施工过程中，会出现严重的问题。不仅会白白浪费材料和时间，还会对路桥工程造成不可估量的损失。影响软土的主要工程参数包括土的含水率、软土颗粒的大小、渗透系数及压缩模量、抗剪强度等。

2.2 软基处理的问题

在整个软基处理的过程中，要关注软土层的状况。为了从根本上解决问题，必须对软土层进行彻底和准确的分析，这样才有可能避免滑坡的出现。要有效利用合理的路桥设计和施工技术，将安全事故降到最低。例如，在挑选填充材料时，应确保填充物的质量和填充技术的科学性。

2.3 排水的问题

因为排水量过大造成地面下沉，甚至坍塌现象时常发生。地表的非均匀分布也导致了地层厚度承受力不同，这将对后期的处理造成一定的困难。

2.4 地表损伤的问题

在路桥设计时，没有考虑环境的因素，也缺乏环保的意识，这便会对地表产生一定的损伤。路桥地表事故时常发生，处理起来难度也非常大。在软基的处理时，应该做一些预防方案。在出事故的时候，要及时结合预防方案进行处理，节约时间，避免浪费。

3 软基处理的设计方法

因为地基的性质不同，软基的处理会有不同的方法，本文以德化县的瓷艺城横一路软基处理为例，讨论几种常用的软基处理方案。

3.1 换填砂类土的处理方案

此方法适用于路基填方高度低于3m，土层的厚度在1.5m 以下的软基路段。经过勘测分析，在横一路K0+160—K0+220 路段，没有发现大面积的素填土层，主要是粉质黏土的土质，所以采用“全部换填砂类土+冲压碾压”的方案进行处理[1]，如图1所示。因为损伤较浅，所以在清理土层50cm 后，开始换填砂类土（注意换填砂类土要进行分层铺垫），再进行冲压碾压[2]。横一路K0+200—K0+320 和K0+580—K0+600的土层厚度高达4m，经过实际分析后，采用“换填砂类土1.5m+冲压碾压”的方案进行处理。因为损伤较严重，所以在处理的时候，要挖1.5m 的素填土，然后换填砂类土（注意处理范围要按1∶2 的坡度挖成阶梯状，换填砂类土要进行分层处理），再进行冲压碾压。实施此方法时，首先要严格地筛选砂类土[3]，要求颗粒大小合适、渗水性能良好。在施工处理时，也要注意天气的变化对换填阶段的影响，后续的维护工作也很重要。

图1 换填砂类土的处理方案

3.2 基底加强+换填砂类土（增加土工格栅）+冲击碾压的处理方案

对于某些松散的土质，软土层为3～10m，结合该工程地质情况，建议应用“开挖2.5m+基底加强+换填砂类土+冲击碾压”进行处理。

其一，清除现状松散土体，降低素填土层厚度，开挖地面线到513～519.5 标高，分层回填砂类土。应根据处理范围按1∶2 坡度挖成阶梯状，每层阶梯高为100cm，宽为200cm，台阶反向倾斜2%。对基地进行加强，筛选大粒径（不小于30cm）的石块，通过机械满夯击入基底。在复压后的基底上，分层回填压实1.5m砂性土，然后进行冲击碾压（冲击碾压标准详见后述）。按照标准结束冲击后，应对该作业面进行压实度（≥92%）和地基承载力（≥120kPa）试验。检验合格后，方可进行下一道工序。

其二，按“铺一层双向土工格栅+回填一层砂类土+振动碾压+回填一层砂类土+振动碾压”的方式向上填筑至路床顶面，分层厚度30cm，土工格栅每60cm设置一道。

其三，K0+620—K0+680 和K0+720—K0+780 路基右侧边坡坡脚较低，需设置一道5m 宽的反压护道。

3.3 各类沟渠的处理方案

沟渠一般包括排水沟、边沟、截水沟、急流槽等，由于软基填挖会对这些沟渠造成一定的影响，在排水方面会出现很多的问题。在软基处理时，要注意各类沟渠的排水能力，一般都以拦截、分散处理为主，防止过度冲刷导致软基的二次损坏。例如，在K0+410—K0+690、K0+960—K1+115 路段的处理时，为解决排水问题，在挖方路段5m 外的两侧设计了边沟等排水系统。对于盲沟的处理，需要实地测量软土层厚度，用30～50cm 的石块填充下部，然后铺上10cm 的碎石外加一层土工布，接下来平铺一层土石混合料，这样便完成了盲沟的敷设。再加上日晒的作用，让土体符合设计和施工的标准。

3.4 其他的软基处理方法

3.4.1 在土壤中加入混合添加剂

为了改变软土的性质，尤其是对于表层为黏性土质的软土，使用添加剂会更加便捷、有效地改变土体的强度和土质的压缩性。在一般情况下，运用便宜又产量丰富的生石灰进行处理，熟石灰也可以在现场进行配制。生石灰与软土合理的混合，不仅可以降低土壤里的水分，还可以改善黏性土的成分，从而让处理的土体更加稳定。

3.4.2 在土壤中加入石块

根据软基的实际情况，还可以使用石块进行处理。有的需要与其他的处理方法结合使用，有的为了去除水或淤泥，可以单独填充使用。在结合其他方法时，要注意选择最佳块径大小的石块，一般是选用大于30cm 的石块进行下层的铺垫，再进行下一步的其他处理。在清除水或淤泥时，选择20～50cm 坚硬的石块，进行高于水面50cm 的抛填处理（如果水的深度较深，则要选择分层处理，通常每层为50～80cm）。这时再使用轮式压路机，进行振动压实处理，如有需要还要在上面铺一层土工格栅。此方法要特别注意压实处理，确保压实的效果和面积，增大路桥地基的承受荷载能力，延长路基的寿命。

3.4.3 土工格栅铺垫的处理方法

土工格栅多用于填挖结合，也可用于铺在软土路基的底层。由于土工格栅的抗拉力强，为路基的铺建提供了良好的基础；由于土工格栅的网眼设计，对土的横向移动有一定的局限作用，可以提高地基的承载能力。在铺设时，要注意土工格栅的完整和无错位搭建。在土工格栅的连接上，要选择结实的U 型钉等进行无缝连接。铺好后，禁止机械的碾压。

3.5 桥头两侧路基软基的处理方法

桥的通道内软基的处理与路面的设计是类似的，在桥台的前后都要进行填土处理，在桥台的背面，也要选择渗水性良好的材料进行处理。在人工构造物的区域，还需要进行相应的超载预压的处理，特别是桥头两侧引道80～100m 也要进行相应的维护工作。所以，在施工期间要减小车流通行量，确保桥的通行质量。这种方法因为施工简单，成本低等特点，备受各建设公司青睐。在桥头路堤的处理时，常使用真空预压法进行设计，不仅大大节约了工程周期，还让地基的承载力在短时间内有质的提升，但因为成本问题并不能用于整个工程的施工。

3.6 软基处理中的注意事项

本文结合德化县的瓷艺城横一路现场软基处理，对施工注意事项进行讨论。

采用双轮自行式压路机（三角形压实轮，压实功25kJ，V=12～15km/h）进行冲击碾压。通过提高填料压实度，减小压缩变形的方式，达到降低回填路基工后沉降的目的。

3.6.1 在冲击碾压后，需要对作业面进行压实度（≥92%）和地基承载力特征值试验，并及时通知各方，检验合格后，方可进行下一道工序。

3.6.2 施工方式采用全断面碾压，由路肩向路基中心线方向碾压。每碾压5 遍后应调整为反方向冲击碾压，冲击碾压的遍数为20 遍。

3.6.3 为保证冲击碾压的均匀性，遍与遍之间，纵、横向错位控制在30～50cm。

3.6.4 双轮冲击压路机的冲击轮宽度为0.9m，两轮隙宽度为1.16m，双轮外边缘的宽度为2.96m 时，冲碾1 次的计算碾压宽度为2m，经过一个轮宽碾压，冲碾1 个来回后，计算碾压宽度4m。按此方法，整个场地全部压完1 次算1 遍。

3.6.5 施工现场应配有推土机或平地机，及时将冲击造成的起伏整平。在碾压过程中，若路基表面起伏过大，应停止冲压，整后再继续施工。

3.6.6 中间验收：每隔50m，设置一个观测断面（每处观测断面按左、中、右设置不少于3 个观测点，路基较宽段可适当增加观测点），施工中应做好沉降量数据的观测记录，记录冲击前路基标高、冲击10、15、20 遍后的路基标高。若每冲击碾压5 遍后，沉降量变化在3mm 以内或总沉降量达到30mm 时，认为沉降量已基本稳定，可结束冲击。

3.6.7 距构造物的保护距离：桥梁、涵洞8m，地下管线5m。

3.6.8 在处理完成后，进行下一道工序之前的空当中，利用现场材料对该区域进行堆载，以更好地减小工后沉降量。施工期间应注意观测沉降，如发生异常，应及时联系设计单位进行处理。

4 结语

总而言之，随着经济的不断发展，路桥设计的方法与质量成为人们关注的重点。在路桥工程的设计与建设中，存在的最大的问题便是软土地基处理的问题。所以，建设单位要不断提高自身的建设能力，着力攻克软土地基处理这一重点问题。当然，除了要优化、创新软土地基处理的方法，力求在处理前的路桥抗压能力方面进行超越，科学合理降低软土的含水量，提升路桥的稳定性和安全性；还要加大质量监察强度，建设相应的监察制度，杜绝偷工减料的情况发生，对违规行为进行实质性的处罚和批评。相信在多方面的努力下，软土地基的处理在未来将不再是一个难题，路桥的质量也会提高一个档次，方便更多的车辆正常通行。