软土地基上道路设计分析及存在问题研究

鞠瑾

【摘 要】随着经济的快速发展和和谐社会的构建，我国的交通运输行业得到了飞速的发展，在道路设计过程中，经常会遇到软土地基的问题，如果不能将软土地基处理好，就很有可能对道路工程的整体施工质量造成严重的影响，因此，加强道路设计中软土地基处理管理有十分重要的意义。本文分析了软土地基上道路设计存在问题及对策，探讨了道路设计过程中软土地基的处理方法。

【关键词】软土地基；道路设计；对策

软土地基问题对道路工程施工有很大的影响，因此，加强道路设计中软基处理有十分重要的意义。目前，在道路设计中，软基处理的方法有很多，并且各种方法都有不同的特点，在实际施工处理中，要根据当地的情况，选择技术可靠、安全经济的软基处理方法，从而为道路工程的施工质量提供保障。

一、软土地基上道路设计存在问题及对策

1.软土路基设计参数的选用。

（1）软土路基设计的成败，不仅取决于处治方案的选择是否合理，往往还与软基土体参数的合理选用有密切的关系。软土地基处治，需要进行大量的取样试验，才能获取设计需要的参数。

软土的设计参数主要包括两个方面：力学性质和压缩性质。软土力学性质的确定主要采用原位测试与室内试验相结合的方法。原位测试以静力触探和十字板剪切为基础，可以确定软土的承载力和抗剪能力，与室内试验对土样进行快剪和固结快剪所得的抗剪指标作一综合分析，可确定软土的抗剪强度。

（2）压缩性质的确定主要采用对原装土样进行径向和竖向压缩以模拟在进行排水处理情况下，土体径向和竖向的排水能力。高精度的勘察是准确获取设计参数的前提条件，在勘察可靠的情况下，设计人员在设计时仍然有一些问题需要注意：第一，孔隙比、含水量和密度等物理参数的选取一般不存在很大的问题，直接采用试验结果即可；第二，在进行沉降分析时尽量采用e-p曲线，而不要采用压缩模量Es-p曲线，因为这二者中e-p曲线是原始的，而压缩模量Es-p曲线是通过e-p曲线导出的，在推导过程中可能产生一定的误差；第三，在进行路基稳定分析时，快剪和固结快剪的指标选取要注意室内实验与原位测试相结合，一般室内实验（包括直剪和三轴）比现场测试（十字板剪切、平板载荷试验等）得到的土体内聚力要小得多，设计时应结合土体性质和工程的重要性，综合选取。

2.排水固结法。

（1）软土地基中的孔隙水在路堤荷载作用下产生超孔隙水压力，促使孔隙水逐渐排除，软土孔隙被压缩，引起路基的沉降变形，这一阶段产生的沉降变形即为路基的固结沉降。为了使沉降变形在路基施工阶段完成，需要加快地基的固结沉降速率，减小路基工后沉降，为此常用塑料板排水和袋装砂井排水等措施通过改善地基土体的渗透性和缩短排水路径的措施处治软土地基。

（2）软土地基固结沉降分析多采用二维固结理论，软土路基稳定性分析出于安全性的要求不考虑土体内聚力随着固结而逐渐提高的状况，而只考虑土体摩擦角的提高，另外不考虑袋装砂井中砂对土体强度的影响。如果稳定系数不满足可考虑在软基表面铺设土工格栅（或编织式土工布）和反压护道等措施进行处理。

3.桩体复合地基设计。复合地基的工程特性主要体现在以下几个方面：能够提高地基的承载力，减少上部结构物的沉降变形；采用复合地基提高地基密实度，改善地基的排水条件等，提高沙性土的抗液化能力；桩体在地基中具有加筋作用，能够提高地基土的抗剪强度，增强地基土的抗滑能力。根据復合地基中桩体材料的不同，可以将桩分为柔性桩和刚性桩两类，不同类型的桩体复合地基其设计方法各不相同，对其分述如下。

（1）柔性桩复合地基设计。柔性桩复合地基的特点是桩体的刚度相对桩间土体来说不大，常用的处理方法有搅拌桩、旋喷桩、碎石桩、土桩、灰土桩和石灰桩等，其中碎石桩兼有排水固结的功能。这类复合地基加固区的主固结沉降计算方法主要有复合模量法、应力修正法和桩身压缩模量法，因设计中关心地基的工后沉降，如采用复合模量法，则工后沉降难于确定，但可根据经验将总沉降乘以一个系数得到工后沉降。采用应力修正法计算压缩量时，可根据桩间土分担的荷载，按照桩间土的压缩模量，采用分层总和法计算加固区土层的压缩量。桩身压缩模量法是用桩身的压缩量加上桩底端刺入下卧层的沉降变形量得到加固区的压缩量，这种方法和应力修正法一样也要确定桩土应力比，另外该方法的一个难点是确定桩体刺入下卧层土中的刺入量。柔性桩复合地基稳定可由容许承载力或路堤边坡稳定系数来控制，设计位于与结构物（如桥头和涵洞）相接的部位，宜用承载力控制，而一般路基段宜用边坡的稳定系数控制。

（2）刚性桩复合地基设计。刚性桩复合地基就目前而言，常用的有CFG桩、水泥碎石桩。随着高速公路对沉降的要求越来越高，沿海地区开始将已在房建地基处理中广为应用的管桩引入软土路基处理中。刚性桩复合地基的稳定度一般用容许承载力控制，加固区沉降的计算则是该类复合地基设计中的难点。刚性桩复合地基的桩土应力比范围一般在20-100之间，难于确定，应力修正法也难于应用。

由于刚性桩复合地基置换率一般相对较低，复合地基的刚度相对较高，一般来说桩的承载力可以充分发挥，用桩身压缩模量法计算是可行的，此时可不考虑桩体本身的压缩量，先按桩的极限状态荷载计算得到桩端的承载密度，从而计算出桩体在下卧层的刺入量。需要注意的是，路堤荷载作用下刚性桩复合地基桩顶应力过于集中，桩体容易破坏碎石垫层的整体性，产生桩顶刺入现象，造成土拱效应，影响高速公路的使用质量。为避免刚性桩刺入路堤内部，可增大垫层与桩体的接触面积，在桩顶配置桩帽。

二、道路设计中的问题及改进建议

1.道路设计中的问题

（1）圆曲线中直线长度。6V是圆曲线中直线的最小长度，这是在城市建设过程当中对工程进行规划的一个硬性规则，但是这种规则却使得很多老的路面大段被浪费，而且也增加了新的道路因为设计的不合理性而被迫拆迁需要重新建造，这样就耗费了大量的工时，工力，和工费，更重要的是影响了道路的通行，也给出行的车辆和人们造成了极大的不便。

（2）纵断面设计中的造价问题。考验一个城市的排水系统是否完好，就要看城市道路是否有暴露现象，从09年开始，我国的洪水事件频频出现，也越来越严重，就是因为很多城市中的排水系统不能够发挥它们相应的作用，甚至在有些时段还会出现雨水倒灌现象，纵断较低的城市道路设计，成为了主要原因。

（3）道路设计超高。路段设置超高，很容易导致让低速行驶的车辆发生交通事故，比如车辆倾倒等现象。根据专业城市道路的设计者结论表明：横向力系数是关键，但是从安全方面来考虑，横向力系数在0.5是安全。这样的结论已经在我国的很多城市中得到了广泛应用和推广，用事实说话的方法证明了这个推断是有较高的安全性和可靠性的。

2.改进建议

（1）平曲线半径控制。在道路设计中对于平曲面的半径要求极为苛刻，当它的半径超过了8kg时，很容易让驾驶员员产生视觉疲劳感，所以设计师在设计的时候，要将平曲线的长度控制在1kg和3kg之间为最佳。

（2）同向圆曲线直线长度控制。不大于超高的曲线长度可以考虑；6v的要求要降低，通过实践的方法可以检验出取值的最小值，一般情况下，它的最小值是3V。道路设计中，隐藏着很多特殊因素，这就需要设计者根据实际情况来进行考虑，特别是在要做好城市排水和防洪的问题上，不能够因为太过于纠结工程造价多少而忽视了对纵断面设计要求的规范。有一些道路即将面对改造的老路，在对它们进行设计的时候，道路设计者更是要做最科学和最合理的设计，该限制的限制，该控制的控制，做到横向力系数的完整合理。

（3）路基面设计。路基怎样完好拼接是设计者和建造者常常忽略的问题，保证新路和老路衔接的最好，要采取相应的技术措施，比如，挖台阶，或者将填新土的压实度准确提高等等，方法有很多。但是如果遇到了河塘路段，还有遇到软土地基、升降不均匀，设计不标准的情况就很容易造成道路的破损断裂。这时就需要特别注意防范。

軟土路基的处理的目的是提高该段道路路基的稳定性和承载能力。在施工中要根据路基地基的实际情况，选择合理的处理方法，不仅提高软土路基的质量。增加承载力和稳定性，还可以加快施工工期，取得良好的经济效益。

参考文献：

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