公路路基路面设计中的软基处理分析

范旻

摘要 研究软基处理方法，旨在提高公路路基路面的施工质量。文章论述了软基的定义与特点，阐述了常见的软基处理方法，并以某一公路工程为例，探讨了水泥搅拌桩法。研究结果表明，采用水泥搅拌桩等软基处理方法，可提高公路路基路面的承载能力与结构强度。

关键词 公路工程；
路基路面设计；
软基处理；
水泥搅拌桩法

中图分类号 U416.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0128-03

0 引言

在我国社会经济发展中，公路工程的建设发挥着重要的推动作用，而在公路工程中，路基路面设计工作十分关键。大部分公路工程施工环境较恶劣，地质条件差，经常会遇到淤泥、淤泥质土等软弱土层，因软弱土层的强度低、透水性差、压缩性大，为提高公路软基的承载能力与结构强度，需结合工程实际情况，选用合理的软基处理方法[1]。

1 软基的定义与特点

1.1 软基的定义

软基为强度小、压缩量高的软弱土层，在该土层中常含有一些有机物质，路基路面的抗变形能力差[2]。与正常条件下的土壤相比，软基的抗压能力与承载能力差，易出现碎裂、沉降等问题，影响公路路基路面的施工质量，为车辆通行埋下安全隐患。

1.2 软基的特点

软基的强度小、透水性差、压缩性高，加大了公路工程的施工难度[3]。在公路工程项目建设前，设计工作人员应熟悉软基特点、施工场地的地形与地质条件，制定技术可行、经济成本低的软基处理方案。

2 常见的软基处理方法

2.1 换填处理法

公路工程施工路段存在软弱土层，如淤泥质地基、湿陷性黄土地基、素填土地基、杂填土地基等，承载能力差，若软弱土层较浅，土层厚度不超过3 m，宜采用换填处理法[4]。暗塘暗沟、湿陷性黄土、淤泥等地段使用换填法[5]；
垃圾填埋地段，需深度清理垃圾，换填中粗砂材料或碾压中粗砂材料，避免路基不均匀沉降，提高路基的密实度；
稻田地填筑地段，挖除淤泥与腐殖土，换填1～2 m山皮石材料，若淤泥厚度大，宜选用抛石挤淤方法；
部分路基位于河塘区域，设堰清淤，回填中粗砂，回填高度需超出地下水位线0.5 m或达到设计水位线，路堤边坡采用浆砌片石护砌方案。其中，换填法加固地基示意图如图1所示。

2.2 桩基法

2.2.1 水泥粉煤灰碎石桩

水泥粉煤灰碎石桩是指根据预定的配合比，均匀搅拌水、水泥、粉煤灰、石屑、碎石等原材料后所形成的一种桩体结构[6]。粉土、黏性土等软基宜选用该桩进行加固。水泥粉煤灰碎石桩的力学性质介于柔性桩与刚性桩之间，该桩可处理软基深度20 m，桩体呈等边三角形布设，桩顶上铺设50 cm中粗砂或碎石[7]。该桩技术现已成熟，但也存在一些缺陷，易出现较大的工后沉降，经过一段时间后，路基方可趋于稳定。其中，水泥粉煤灰碎石桩成桩示意图如图2所示。

2.2.2 水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩具有环境效益好、施工成本低、成桩效率高等优势特点，但该法也存在输浆量、水灰比控制难度大等多种缺陷[8]。黏性土地基的承载力标准值＜120 kPa时，宜选用水泥搅拌桩法；
桩间距为1～1.4 m，桩径为50 cm，以加固土体的质量为基准，单位复合地基承载力至少达到150 kPa。

2.3 排水固结法

排水固结法是由降水预压法、堆载预压法、塑料排水板预压法、砂井预压法等多种方法构成的一种软基处理方法。排水固结法的基本原理是排出软基土壤中的孔隙水，加固土壤，提高路基的承载能力与强度。该方法的施工成本低，但其施工效率低，固结效果差。当遇到饱和软黏土时，宜选用排水固结法。

3 工程案例

3.1 工程背景

某一公路工程，道路路线总长度为15 km，路基宽度为24 m，双向4车道，设计速度为50 km/h，断面形式以高填方路堤为主，路基填筑高度约为3.5 m。

3.2 施工路段地质土层情况

3.2.1 场地岩土工程评价

（1）地基土评价。根据岩土性质和工程的特点与要求，场地岩土层的工程特性评价情况如表1所示。

（2）特殊性岩土及不良地质作用。①1层杂填土：杂色，松散，以建筑垃圾为主，含大量碎石、碎砖，非均质。填龄小于5年；
①2层素填土：以粉性土为主，黄灰～灰黄色，呈松散状，局部夹少量黏性土，含少量填龄＜6年的碎砖屑；
①a层淤泥：呈流塑状，灰黑色，为河底、塘底淤積物，具臭味，含大量腐殖质（有机质），见碎砖屑、碎石子等杂物，主要分布于现有河塘底面。①层总体不均匀，结构松散，密实度差，长期荷载作用下易产生过大沉降或不均匀沉降，建议进行夯实压密或换填处理。此外，填土中局部夹碎石、碎砖及混凝土块等硬质物，对路基施工质量有不利影响。

软土：沿线局部分布②2层粉质黏土，试验测得灵敏度St=3.08～3.95，为中等灵敏；
有机质含量0.87%～1.34%，为无机土。②2层强度低，不均匀，工程地质差；
具高压缩性、低强度，为场地内不良工程地质层。

膨胀土：场地③1层粉质黏土自由膨胀率δef=37.0%

～50.7%，平均值42.1%，为弱膨胀土；
③3层黏土自由膨胀率δef=32.7%～60.8%，平均值46.8%，为弱～中等膨胀土，施工时应注意防水，必要时换填、采用非膨胀土做封层及掺灰等。

3.2.2 路基土承载力、路基持力层分析与评价

（1）路基土承载力。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363—2019），同时结合地区勘察经验，该工程建议的各岩土层地基承载力参数取值如表2所示。

4-1 强风化安山岩 密实 300 0.40 —

（2）路基持力层分析与评价。在该工程中，浅部填土成分复杂、结构松散、不均匀、低强度、欠固结，工程地质性质差，未经处理不可直接利用。③-1层、③-3层的工程地质性质较好；
③-2层工程地质性质一般；
②1层与②2层的工程地质性质差。

3.3 软基处理方案设计

从前面论述可知，该公路部分地基土地质条件较差，例如②2层软塑质粉质黏土：土层厚度约为3.8～10.4 m，灰色，软塑，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，局部含粉土薄层可见少量腐殖质及贝类残骸，稍有异味，不均质。

3.3.1 软基设计标准

（1）工后沉降控制标准。该公路路基工后沉降控制标准如表3所示。

（2）稳定安全系数。稳定验算按施工期和营运期的荷载，采用固结有效应力法分别计算稳定安全系数，满足施工期按不小于1.1、运营期不小于1.2的要求。

3.3.2 软土路基设计

该设计采用水泥搅拌桩法来处理公路软基。水泥搅拌桩设计方案如下：

（1）水泥搅拌桩采用梅花形布置，间距1.2 m，过渡段间距采用1.5 m。其中，水泥搅拌桩处理平面大样图如图3所示；
水泥搅拌桩处理横断面图如图4所示。

（2）水泥搅拌桩径50 cm，各桩进入持力层不得小于50 cm。

（3）攪拌桩的施工定位偏差小于5 cm，桩身垂直误差不超过1%，喷浆搅拌速度不大于0.5 m/min。

（4）水泥搅拌桩桩体强度≥800 kPa，单桩极限承载力≥180 kN，复合地基承载力≥120 kPa。

4 结语

综上所述，在公路路基路面设计中，软基处理是重点，软基处理技术设计水平的高低直接影响公路工程的整体施工质量，这就需根据公路工程的实际情况，选择合理、可行的软基处理方法，制定详细的施工图设计，提高软基处理设计方案的合理性与科学性，为后续公路工程的软基施工提供可靠的依据，保证公路工程的施工质量。

参考文献

[1]张立群. 公路路基路面设计中软基的处理技术研究[J]. 运输经理世界， 2022（18）：
25-27.

[2]赵顺. 公路路基路面设计中的软基处理分析[J]. 中华建设， 2022（6）：
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[3]方春. 公路路基路面设计中软基的处理技术[J]. 四川水泥， 2022（1）：
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[4]李文辉. 公路路基路面设计中软基的处理策略[J]. 科技与创新， 2021（13）：
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[5]赵子鉴. 公路路基路面设计中软基处理技术分析[J]. 科学技术创新， 2021（14）：
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[6]洪超. 公路路基路面设计中软基的处理对策分析[J]. 工程与建设， 2021（2）：
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[7]李佳. 公路路基路面设计中的软基处理问题与优化对策[J]. 工程建设与设计， 2021（3）：
34-36.

[8]尤慧敏. 关于公路路基路面设计中软基的处理技术分析[J]. 四川水泥， 2020（4）：
79.

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