关于特殊地质路基设计的探讨

陈国民 倪 迪

（1、台州市路桥区交通工程管理所，浙江 台州 318000 2、台州市公路水运工程监理咨询有限公司，浙江 台州 318000）

路基是线路的基础,路基质量不好,直接影响行车安全，而且路基工程占了很大的基建投资，在公路建设中,不论是对造价还是对以后的运营，都起着举足轻重的作用。所以路基的建造对当地的地质条件要求较高，但随着我国公路事业的蓬勃发展，公路建设地区的地质条件的复杂性不断加强，这就要求工程人员能因地制宜，根据不同的、特殊的地质段的公路建设采取不同的路基设计和施工，以确保公路路基的质量，这样也就把好了公路安全和质量控制的第一关。下面，本文就将针对性地对集中常见的特殊地质条件下路基的施工设计进行分析和探讨：

1 软土地基的设计和处理

1.1 关于软土地基

软土是指饱和的软弱粘土或淤泥为主的土层，有时也夹有少量淤泥等，其天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低，大多呈流塑态。在软土地基上修筑公路时，若对软基处理不当，会引起路面沉陷、桥头跳车、涵身和通道沉陷、沉降缝拉开和透水，导致公路不能正常使用。因此软土路基的设计和施工成为特殊地段施工中的难点和重点，处理好软土地区的地区设计和施工，有助于从基础上和根本上保证工程的质量和公路建成后的行车安全，目前在国内对于软土地区的路基设计一般采用砂井、砂垫层和反压护道等综合加固措施。对于路堤下沉还可以采用加宽路堤和护道加宽加高等措施。综合运用这些措施和因地制宜，才能在施工中保证工程质量，提高路基设计的安全性和科学性。

软土地及有不同的类型，在具体单位的施工中，针对不同的软地基还需要因地制宜，例如对于无硬壳的区域性软弱地基,一般采用深处理,如碎石桩、粉喷桩等,亦可桥跨；对于老冲沟中的软弱地基一般采用挖除或换填；对于其他类型的软弱地基,一般采用浅处理如挖除、换填,作为小桥涵地基等。

1.2 软土地区路基施工技术

1.2.1 表层处理法。表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法 ,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业，同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地荃上。属子这类处理方法的有表层排水法、砂垫层法、赎设材料法、添加剂法等等。

1.2.2 置换法。本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和确保沉降量。施工方法有人工挖掘置换土或用爆炸法将软弱土强行挤出的强制置换。

1.2.3 加载法。加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上和邻接填土的路面和构造物或者埋入土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。

软土是工程施工尤其是我国南方地区路基设计和施工中常常碰见的问题，软土地基处理的目的是提高地基土的强度、增加路基抗滑稳定性、加速地基在施工期间的沉降、减小工后的沉降。在确保安全、经济、实用的原则下，视软土分布情况、范围、埋深、厚度和软土的物理力学性质等确定地基处理方案因此对于软土路基的科学设计与施工的探讨具有极强的理论和现实意义。

2 高边坡路段的路基设计和施工

由于复杂的地形地质条件,高边坡工程始终是山区工程建设中一个重大工程地质问题,因此加强高边坡病害的防治研究,不仅将对工程基础设施建设与生态环境保护协调发展有重要意义,也将对我国地质灾害防治理论以及防治技术的发展产生积极作用。

一般认为，岩质边坡高度大于30m，土质边坡高度大于20m即为高边坡。

2.1 高边坡设计施工原则

第一,对于稳定安全系数小于1.0的边坡,一般采取深层锚杆加格构梁进行加固；第二,对于稳定安全系数小于1.30但大于1.0的边坡,则采取普通锚杆结合挂网喷射混凝土进行加固；第三,对于稳定安全系数大于1.30的边坡,采取浆砌块石肋式骨架护坡；第四,为防止地表水和地下水对边坡造成危害,在边坡潜在塌滑区后缘设置截水沟,在边坡表面设置地表排水系统;对于坡脚位置地下水量较大、坡脚土体易被浸泡且坡脚为软弱地基的边坡,采用搅拌桩对坡脚土体进行加固。

2.2 高边坡路基施工措施

2.2.1 一般高边坡地区对于边坡的加固工程浩大,为减小加固工程,取得合理的经济效果,多考虑稳固坡脚、减低分级平台高度、加宽平台宽度、放缓边坡坡率等刷方减载措施。不稳定边坡受控于边坡体内的软弱夹层,一般倾角较缓,通过刷方完全清除不稳定体较为困难,但可减小下滑力,因此刷方减载与加固工程常常配合使用。

2.2.2 预应力锚索的设计。预应力锚索是一种承受拉力的杆状构件,通过钻孔钢绞线或高强度钢丝锚固于深部的稳定地层中,并在被加固边坡表面通过张拉产生预应力,从而达到使加固体稳定和限制其变形的目的。

2.2.3 抗滑桩的运用。抗滑桩在滑坡体上挖孔设桩,避免大开挖而破坏其整体稳定,桩身嵌固在滑动带以下的稳固地层内,以抗衡滑坡体的下滑力。预应力锚索抗滑桩属于主动式受力结构,通过锚索在桩头施加一预应力,根据需要主动限制滑坡的变形量。

2.2.4 锚杆。锚杆按锚固方式一般分为机械锚固、黏结锚固、摩擦式锚固等,工程上常见的一般为全长锚固的水泥砂浆锚杆。锚杆主要用于稳定岩质边坡的坡面防护,具有施工快捷、布置灵活、造价低廉等优点。

2.2.5 灌浆加固。边坡开挖之前,预先在自然坡面上打孔注水泥浆,对坡体进行加固。但因灌浆效果不易评价,应用时一般只作为辅助工程。

此外在高边坡地区进行路基设计和施工时，还应考虑坡面防水设施和施工完成后坡面的维护，才能使对高边坡地区的工程施工质量的保证落到实处。

3 水田潮湿路段的路基设计

水田潮湿地区的路基设计时，一般将路基清表后基底采用 30cm厚水泥固化土处理。

4 鱼塘、水库等地段的路基设计

对于鱼塘、水库等地段，要先挖除淤泥，基底做30cm厚水泥固化土处理，最后分层填筑。水泥固化土的施工采用路拌法，施工方案如下：首先，在原地面潮湿路段路基两侧范围内，先挖深度不小于1m的渗水排水沟，待表面水排净、地下水部分渗出、表面稍干后，用刮平机大致整平；再次，将原地面均匀化出条块，按试验室数据计算出每平方米水泥用量，用人工将水泥均匀铺设于路基范围内；接着用稳定土拌和机拌和，拌和深度一般在15cm；然后，碾压分两种情况进行；最后第二层水泥施工，施工方法与施工顺序同第一层，但碾压过程要确保压实度。

总的来说，工程施工过程中要因地制宜，特殊地段的路基设计要严格按照当地的特殊地理环境来设计和施工。

5 结束语

综上所述，我们可得知路基和地质关系密切，首先是因为路基的主体本身就是经过人工改造的地质体。路基的状态与土石性质、地质构造、水文地质条件等有着千丝万缕的关系。路基的设计和施工 ,特别是特殊和不良地质地段路基的设计和施工,在很大程度上受地质环境的制约；路基工程对其周围地质环境的破坏又可能反过来对路基安全构成新的威胁。由此可见,特殊和不良地质地段的路基设计和施工本身就是地质环境的认识和改造的过程。其次是路基病害基本上都与地质因素有关,特别是高边坡地区和软土地区等特殊地质会严重影响到了公路路基的设计施工和防护。因此我们必须处理好特殊地质段路基的施工和设计工作，做好因地制宜。

[1]龚晓南.高等级公路地基处理设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005-12.

[2]龚晓南.地基处理新技术[M].西安:陕西科学技术出版社，2000.

[3]尤晓帏.现代道路路基路面工程[M].北京：清华大学出版社,2010.