城市道路路基設計及軟基處理探究

汪建軍

(江蘇建星交通工程有限公司，江蘇 淮安 223200)

道路施工對于城市交通建設而言是非常重要的工程，是居民正常出行、貨物正常運輸的基本保障條件，對區域經濟發展和居民生活起到重要的作用。軟土路基作為城市道路施工環節的重難點，需要在路基設計中提升對軟基問題的重視度，提高防范意識，從路基設計與軟基處理方面優化施工，改善城市道路交通。

1 城市道路路基設計及軟基處理概述

道路路基設計指的是根據規范的、科學的設計規則達到道路施工方案規劃的客觀要求的過程。對于城市道路路基設計而言，需要評估路基整體質量，保證路面整體承載力，從而滿足道路使用需求。城市道路路基設計從一定程度上決定著后續的使用，需要考慮以下因素。

(1)地質勘察資料。調查搜集軟土地區地形、地質、水文、氣象等資料，采用原位測試和鉆探結合的方法，查明軟土地區的工程性質，為設計和施工提供依據。

(2)道路荷載。路面所受載荷來源廣泛，設計時要考慮自重、行車載荷，提高道路穩定性，預防因外力作用發生坍塌事故。

(3)路基穩定性設計。路基的開挖或者填筑都會使原地層受力的狀態發生變化，填筑在軟土層上的路堤有附加荷載，如果超出軟基承載力，路基就會沉陷；在不穩定地層開挖路基或者填筑路基會使滑坡、坍塌等問題加劇；處于穩定狀態的地層，會在開挖或填筑的影響下失去平衡，破壞路基穩定性。因此，在道路施工中必須確保路基處于不利環境也具備足夠強的穩定性，以達到強力承載作用。

(4)完善軟基處理設計方案。這是城市道路路基設計的核心部分。軟基的處理設計方案需要考慮軟基的特點，即軟基土壓縮量高、強度低，有機物質導致地基的縫隙較大，無力承壓，抗剪性能較差，在外力作用下很容易變形。軟基土壤和一般道路地基結構相比透水性能較差，在雨季時往往難以暢通排水，影響地基的穩定性。

2 城市道路路基設計及軟基處理的措施分析

某市開發新區的南北向城市主干道路基建設展開分析，這條道路全長17.87 km，紅線寬50 m，行車時速設計為60 km/h，屬于有六個車道的、雙向的路面。該主干道的施工區域涉及到塘溝、農田等，軟基數量較大，需要優化路基設計及軟基處理。

2.1 道路路基設計

在主干道路基設計中要先勘測、研究施工區域的地形和巖土性質，了解土質的構造和發育情況，還要邊坡的高度和地質、水文等條件，設計恰當的地基開挖方法，實施路塹邊坡開挖。利用土質類比方法，根據設計原則進行綜合設計。(1)坡率，對弱風化到微風化層設計1∶0.5～1∶0.75的開挖坡率，對強風化層設計1∶0.75～1∶1的開挖坡率，對全風化層和土質、碎石土層設計1∶1～1∶1.5的開挖坡率；(2)邊坡高度，通常是每8 m一個等級，設計不超過2 m的坡腳碎落臺、平臺碎落臺寬度；(3)針對路基填筑材料設計，液限不超過50，而且塑性指數不超過26；(4)在路基碾壓設計中每一層虛方的厚度不超過30 cm。

2.2 路基填筑與壓實

在路基填方開始之前應確立對路段的試驗，確保充分了解路段土質狀況。在試驗環節要注意測量松鋪系數，確定設計與壓實要求相符的技術參數、基本標準、最佳施工設備組合，從而有效指導施工作業。如果路基回填土方沒有達到80 cm，就可先清除原地表面的土壤，翻松30 cm土層后平整、壓實，使壓實度不能小于93%，最后填筑。如果回填土方超過80 cm，在清除原地表面后壓實基底，壓實度不能小于85%，之后填土。主干道路基施工屬于后一種情況。

路基填筑施工涉及到填土、平整、振壓、檢測這四個區域，要進行流水施工。對于攤平施工應注意每一層土都有一個路拱，保證路基在施工期間暢通排水；每一層填土都要比設計路基寬度寬，至少每側寬出50 cm，有利于路基邊緣壓實度達標。在攤平回填土以后通過20 t振動壓路機反復碾壓，第一遍碾壓時不振動，先慢后快，從弱振到強振，輪跡要有40～50 cm重疊，保證碾壓均勻，無漏壓，再按照對應頻率檢測壓實度，報給監理工程師驗收。

2.3 軟基地區施工要求

(1)軟基地區施工應盡早安排，應考慮地基所需的固結時間。

(2)施工期間，應嚴格控制填筑速率，進行動態觀測。

(3)填筑過程中，路堤中心線地面沉降速率24 h應不超過10～15 mm，坡腳水平位移速率24 h應不超過5 mm。對于填筑的速率主要根據水平位移進行合理的控制，一旦超出標準要即刻停止填筑。

(4)橋臺、涵洞、通道以及加固工程應在預壓沉降完成后再進行施工。

(5)應按設計的預壓荷載以及預壓時間實施預壓處理。針對堆載預壓填料，適宜選擇上路床填料，而且要分層填筑壓實。

2.4 加強軟基處理施工

(1)土工織物加固

面對軟基處理難點，土工織物加固方法比較常見，通過放置土工合成材料，起到防滲、過濾、排水、加筋和隔離等作用，達到保護及加強軟基巖土的目的。

鋪設土層應當是平整的，禁止出現堅硬的碎石、塊石等凸出物；牢固連接土工織物，在受力方向之上的連接強度不應比材料設計要求的抗拉強度低，搭接寬度也不應比150 mm小；攤鋪土工織物之后應在48 h內實行填料填筑施工，避免長時間受陽光曝曬。填鋪土料時不能直接在土工合成材料上面卸倒，務必在已經完成攤鋪施工的土面之上卸倒；卸土高度不宜大于1 m，在卸土之后要即刻進行攤鋪施工，預防局部下陷。

(2)排水固結與置換

排水固結方法以使用排水井為主，對軟基進行抽水和抽氣、加壓、電滲等處理，固結地基土壤，使地基強度提高。通過這一方法處理軟基，提前了地基沉降的時間，使地基四周土壤更加穩定。

置換處理方法又被稱作換填方法。先挖除軟基的軟土，再通過強度與穩定性都較強的沙礫、砂土、素土等土質逐層置換，改善路基土質，有效控制沉降。置換以后通過擠壓、振動、夯實等技術處理地基表面，提高地基的承載力。

素土、灰土換填：對于石灰劑量，也就是石灰在混合料總質量之中占據的百分比，適宜將消石灰控制為8%、磨細生石灰控制為6%。對于土料，適宜選擇不含有機質的、塑性指數超過15的黏性土，粉碎土料之后土塊粒徑不應超過15 mm。素土、灰土分層回填夯實或壓實，回填厚度根據碾壓機械確定，一般可為200～300 mm。

砂和砂石換填選擇使用質地堅硬、級配良好的中、粗砂或砂礫。

粉煤灰換填選擇使用電廠排放的硅鋁型低鈣粉煤灰。

(3)漿噴樁

在施工之前要做好成樁工藝以及成樁強度的試驗。

對于固化劑，適宜選擇石灰或者水泥，固化劑摻量則要按照試驗來定。如果選擇水泥，可以是普通硅酸鹽水泥，強度等級以32.5為宜，水泥摻量以被加固濕土質量的12%～20%為宜。具體可按照道路工程施工所需以及土質條件選擇節省水泥而且具備早強、緩凝以及減水等功能的外摻劑。

①對于漿液，要根據成樁試驗所定配合比進行拌制，避免已經制備好的漿液離析，放置時間不能過長，如果漿液放置超過2 h就要廢棄。

②對于提升鉆桿和噴漿攪拌，鉆頭應朝著反方向一邊旋轉、一邊噴漿、一邊提升，而且提升的速度以0.5～0.8 m/min為宜。在提升鉆頭到距離地面1 m處時，以慢速提升為宜；如果噴漿口即將出地面，就要停止提升，并且進行數秒的攪拌，確保樁頭均勻攪拌。

③對于地面以下一定深度的樁身，應按照設計要求復攪，速度以0.5～0.8 m/min為宜。

④對于噴漿的壓力、數量以及鉆進的速度、提升的速度等參數，應隨時記錄其變化。如果發現噴漿量不足，就要整樁復打。

3 結 語

軟基是城市道路建設需要解決的一個關鍵性問題，在路基設計中既要考慮技術原則和軟基特點，又要結合工程實際情況設計處理方案，實現對多種軟基處理方法的結合應用，提升施工的合理性與經濟性，獲取最大化的效益。