淺談城市道路路基設計中的軟基處理

彭純哲

安徽中匯規劃勘測設計研究院股份有限公司 安徽 銅陵 244000

在城市建設蓬勃發展的今天，為了滿足城市經濟的發展需求以及道路現有需求，就必須要加大市政道路建設力度。其中路基是道路建設的重要基礎，是支撐道路路面穩固性與安全性，確保道路正常、安全通車的重要保障。城市道路中非常容易碰到軟土地基，設計中必須要做好軟基處理工作，確保道路使用質量和安全。

1 城市道路設計中軟基處理的設計意義

軟土路基是當下城市道路建設過程中所面臨的一種比較多見的建設情況，主要具有天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮性高的特征，并且相應的成分構成非常復雜，如有的是粉土粒和黏土粒構成，部分還包含有腐質泥碎屑等。由于軟土路基構成及環境的差異性，使得其表現出不同的形狀。但是由于軟土路基本身具有比較高的含水率與較大的孔隙比，這使得其整體的承載性不足。一旦受到外在擠壓力與震動力的影響，就容易降低路基土體的強度。如果不及時進行合理處理，那么容易使道路路基在行車荷載作用下出現路基沉降（圖1）、路基破壞等許多問題，進而會對道路行車的安全性與穩定性帶來不利影響。為了可以確保軟土地基上面道路路基承載性滿足規定要求，就必須要做好軟土地基的加固設計，確保可以從整體上提高道路路基的穩固性[1]。

圖1 軟土路基不均勻沉降

2 城市道路設計中軟基處理的設計原則

穩固的路基設計會對整體城市道路建設質量產生極大影響，因為道路路基直接關系道路路面的承載性能。路基設計是道路設計的核心組成部分，也是確保整體道路設計質量的關鍵。為了確保道路工程中軟基處理的質量，必須要遵從如下幾個基本的設計原則：

其一，穩定性原則。在設計期間，需要保證所設計軟土路基在經過恰當加固處理之后符合規定的承載要求，確保道路路基在行車荷載作用下保持良好的穩定性，避免路基承載性不足而出現下沉等病害。因此，設計人員需要做到因地制宜，結合當地環境特征以及其他實際情況，科學制定軟基處理方案。

其二，安全性原則。在軟基處理中，要做好路基穩定性驗算、路基沉降計算以及路基監測，需要立足于確保道路行車的安全性及整體施工作業期間的安全性，避免軟基處理不到位問題而影響后續施工的質量與效果。

其三，綜合性原則。在開展道路軟基設計中，需要注意增強路線平順性，確保道路行車安全性的基礎上，綜合考慮道路軟基處理安全性、經濟性；需綜合設計方、地質勘查方等各相關方，協同開展道路設計工作，保證最大程度提高軟基處理方案設計的效果。比如，在保證道路主體工程建設質量的同時，需要統籌考慮路基防護與排水等附屬工程措施，力求借助綜合考慮多方面設計元素來提高整體設計效果[2]。

3 城市道路設計中軟基處理的要點

3.1 合理確定設計參數

在城市道路軟基處理過程中，設計人員必須要高度重視深入施工現場，認真勘查施工現場的施工條件，如要對施工現場中軟基的土壤顆粒間隙以及含水率等進行詳細分析，保證道路軟基處理方案設計的合理性。與此同時，需要充分研究地勘資料，掌握軟弱土層壓縮性以及其他力學性質等，分析地下水位在道路沿線分布范圍與層位，確保軟基處理設計科學、合理。

3.2 減少路基附加荷載

為了有效解決城市道路軟基處理中所涉及的一系列施工質量問題，在開展路基軟基處理方案設計中要滲透“開源節流”這一經濟性比較強的設計理念，即在軟基處理中盡可能地減少路基承受的負荷，降低城市道路路面發生不均勻沉降病害的概率。在以往的路基設計中，常常會選用“填方+壓實”的設計方案來確保道路路基的承載力滿足規定要求。但是在軟基條件下，高填方路基更容易出現沉降病害，所以需要采取一些手段來減輕道路路基承受的荷載值。比如，在滿足道路軟基處理要求的基礎上，可以優選路基填筑材料，如可以選擇粉煤灰和泡沫聚苯乙烯（EPS）等輕質路基填料來減少地基中的附加應力。

3.3 優選軟基處理方法

鑒于城市道路的軟基處理中涉及多種多樣的路基加固方法，如換填技術、強夯技術、水泥噴粉樁等，它們的施工質量會對最終的軟基處理成效產生極大影響，所以在軟基處理過程中要結合城市道路功能等級、周邊環境、道路地下管線、地下水位、軟土性質、道路填土高度等實際情況，優選軟基的處理方法，力求借助恰當的軟土路基處理方法來確保整體道路軟基處理的效果，力求安全性和經濟性協調統一。

對于軟土深度小于3米的地段，目前常用的處置方法包括換填法、淺層加固法等，換填材料及其深度需根據軟土性質、地下水位等情況綜合確定。

而對于軟土深度大于3米的地段，較為常用的加固設計法包括強夯法、擠密碎石樁、水泥攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁及PHC管樁等。以水泥攪拌樁為例，非常適用于處理局部的道路軟基處理，屬于一種深層次軟基加固技術，可以顯著提高軟基承載性，降低軟基出現沉降問題的概率。其中水泥攪拌樁的具體尺寸需要結合實際情況進行合理確定，保證其長度、直徑、樁間距、強度等滿足城市道路軟基處理的基本要求和規定，具體的施工示意圖見圖2。此外，在應用該種軟基加固方法期間，需要在合理選擇各種軟基加固施工機械設備運行性能，保證水泥攪拌提升作業的速度等都需要滿足規定要求，避免施工作業操作不當影響最終的工程質量。

圖2 水泥攪拌樁的軟基處理方案

3.4 做好沉降與穩定監測

對于軟土地基填方高度較高的路堤和橋頭路堤應進行沉降與穩定監測設計，其設計內容一般為：監測路段與代表性監測斷面、沉降與側向位移監測點位置、監測儀器布設等[3]。

軟土路基路堤施工期間應嚴格控制填筑速率，并進行動態監測。一般要求路堤中心線地面沉降速率24h應不大于10～15mm，坡腳水平位移速率24h應不大于5mm。

軟基段路面鋪筑應在路基沉降穩定后進行，采用雙標準控制，既要求推算的工后沉降量符合規范規定，同時要求連續兩個月觀測的沉降量不得超過5mm。

總之，軟基處理是當下城市道路路基設計中一個非常關鍵的環節。在城市道路路基設計過程中，需要在遵從綜合性、安全性與穩定性等設計原則的基礎上，優選路基填料材料與軟基處理方法，合理確定設計參數和減少路基附加載荷，保證全面提升軟基處理效果。