浅谈深厚软土地基处理与路基设计

刘 波

(广西桂通工程咨询有限公司，广西 南宁 530028)

0 引言

由于目前许多城市建设中深厚软土地基处理和路基设计技术尚不成熟，因此，相关技术人员应加深这方面的学习。本文从技术、工艺与经济等方面出发，针对广西南宁地区的道路桥梁设计工程的特点，总结多方面经验来探讨深厚软土地基处理与路基设计等方面问题。

1 深厚软土地基的概念与路基设计概念分析

1.1 软土地基的概念分析

一直以来，国内外的研究者对于软土究竟是什么都有着不同的定义。在国内《公路软土地基路面设计与施工细节》一书中解释了软土的书面意义：软土是一种含水量较大和灵敏度较高的土，其特点是含水量比其它类型的土高出30%，个别相对高品质的软土含水量要高出其它土300%。由于软土的高含水量，使得软土在地基建设时非常耐高压并且具有一定的结构性。同时软土也存在着很多缺点：如强度低会导致道路发生变形和总体分布不均匀等现象，这是由于当软土地基的渗透性较低时，其竖向渗透系数一般在10-6到10-8cm/s之间，但其横向系数是比较大的[1]。

1.2 路基设计概念分析

所谓路基设计是指按照规定的路线位置和技术要求，对路面建设基础的构造物或土与石料混合建造的线性结构物等方面的设计。路基从材料角度上讲可以分为石路基、土路基与土石路基三种类型。路基的责任很重大，岩石的自重和路面的承重力以及路面的车载压力等方面对于路基的要求很高，路基是整个公路结构组成部分的重中之重。标准合格的路基必须有一定的稳定性和强度，而且不会出现沉陷和形状变形以及滑动等一系列病害现象。优良的路基工程特点是工艺相对简单但耗费劳力较多，涉及面很广且耗费资金也比较多。路基工程的整个程序包括：路基前期设计、路基整体结构与路基施工、路基后期养护等几大方面。

1.3 深厚软土地基的处理对路基设计的重要作用

一般的路基工程在施工及前期使用过程中很少会出现路基失稳、破坏与变形的现象，也不存在施工机器和交通载荷对于路基的影响。但由于后期各种因素的影响难免会出现涵洞、挡土墙结构以及桥台的变形现象，因此，为了有效地减少路基工程后期出现变形、坍塌等现象的发生，首先要对于路基的基础填充物“软土”进行严格的要求和把关[2]。在一些地区路基工程建设过程中会发现这样的问题：路基原有的软土层较厚、软土面积较大而且建设时间比较久，这样的工程要想将之后的施工量控制在一个合理的范围是不太容易的，即使在当时施工的阶段可以控制好，对于后期的控制也很难把握。这就要求相关工作人员要进行全方位的严格把关，无论是地基的桥头搭板设计和后期的符合压力预测还是路基养护等方面都要进行多方面的综合考虑。例如：对于一些软土地基工程原来就有合适厚度的情况下，就不应该再修建过高的路基，以免后期在交通负荷的状况下出现路面不均匀的沉降和路面破坏等情况。

2 地基物理学指标与深厚软土地基的特殊性

2.1 深厚软土地基的特殊性处理

深厚软土是一种主要分布在沿海地区，深度达50～70 m，厚度≥20 m的特殊性软土，对于这种软土的处理成为国内路基设计要求标准中重要的待解决问题。可以从地基标准、地基性质和环境的影响等方面因素深入研究地基处理的完整方案。在实际的施工过程中依照不同的地质与外界条件，采用因地制宜的软土地基处理方案。经过实地工地走访，对于地基的处理方法主要有两种方法[3]：(1)复合型地基，它主要是由天然土体地基与人工增强体结合而成、天然土体地基与置换材料结合而成、改良的天然土体地基与嵌入的材料结合而成的多种类型结合的复合型地基。例如生活中常见的水泥土复合地基、树根桩复合地基、碎石桩复合地基等等。(2)对天然地基土体土质的改良，运用灌填法、排水固结法、原位压实法等方法进行地基的改良。目前通过实践得出结论，路基工程中最优质的实施方案是堆载预压办法，这种方法有加固效果好、工期消除后沉降标准明显等特点，但这种方法对于工期时间的要求较长。

2.2 工程地区地基土的物理学指标

广西南宁地区气候属于湿润的亚热带季风性气候，位于北回归线南侧，常年雨量充沛、阳光充足、无雪少霜，气候比较温和。夏季降雨较多，空气比较潮湿，冬季比较干燥[4]。依据相关的软土地基工程勘察报告得出土层厚度和软土地基的物理学指标，如下页表1所示。

表1 南宁地区地基土物理力学主要指标表

从表1相关数据可以看出该施工地区属于典型的软土地基，在路基工程施工过程中，要及时做好相关的排水工作，挖除相关表层的杂土之后，铺上2～3层黏土作为后期结构的基础持力层，接下来路面的设计可采用沥青混凝土的路面结构。

3 软土地基的设计处理标准

3.1 软土地基的设计标准

软土地基的处理主要是为了控制工程后期的沉降问题。该地对于地基设计的标准是：(1)沥青路面设计的使用年限为15年；(2)容许工期后有沉降问题的发生，一般路段标准≤25 cm；路堤与桥台相邻处标准≤15 cm；(3)采用应用力学法来计算稳定的安全系数(F)，路堤稳定安全系数(F)≥1.32；(4)软土地基在处理后应填软土进行预压，接下来2个月的观察沉降速率≤6 mm/月，标准达到则可称为稳定路基；(5)对于路基填土沉降的控制，坡脚处水平位移≤0.6 cm/d，路堤中线地面沉降率≤1.5 cm/d。可以利用这些数据标准来控制软土地基的施工建设[5]。

3.2 路段桥头软土地基工程后软基处理判定标准

在软土地基上修建路堤，前期需要对该地路基的稳定性和地基承载力与沉降率进行严格的验算，然后依据该地路基地质的特点，结合该地区其他已完工工程的特点和情况，确定好路基填土的高度，进行最终的准确判断和工程实施。依据相关工程经验得出，因软土渗透系数小，导致在超负荷作用下固结的时间会很长。在工程施工期间的沉降率为25%，施工后15年使用期后的沉降率为65%，剩余完好路面的沉降率为15%。由此，得到这些路基的基本沉降率值后，就可以决定是否进行地基的再次处理和修建[6]。详情可见表2：

表2 路段与桥头等地软土路基处理判定标准表

3.3 深厚软土地基的处理方法

国内对于软土地基的处理方法有超载预压方法、堆载预压方法、排水板竖向排水法和深层搅拌法等一系列方法。路堤堆载预压法是一种比较经济有效的处理方案，这种方法的好处是当工程出现沉降率不能够达到标准时，就可采用堆载预压法，此种方案仅适用于工期时间充裕的工程；排水板竖向排水法则是运用人为手段在软土层中制造一个渗水通道，在路基上加快排水，这种方案对提高地基承载力和软地基的排水加速有一定的作用；深层搅拌法是使用专用机器在深度和范围较大的软土和水泥、石灰中进行充分搅和，最终形成高强度的桩体和软土复合地基。这种方案的使用可以提高地基的承受力及有效减小沉降量。同时，此种方法的地基处理可以使土的压缩性减小，水泥的固化时间变短，最终在短时间内有很好的地基加固效果[7]，但是这种方案资金需求较高，比较适用于工期紧张或对沉降率要求高的工程。相关工作人员在软土地基方案的选择时，应依据地区水土、材料、地质和施工环境以及施工条件进行深入研究，最终结合相关技术与经济因素进行地基设计方案的确立。

4 结语

总而言之，一直以来软土地基处理与地基设计都是一个十分复杂的问题，并没有完全固定的设计方案。在软土地基的处理和地基设计上，应选用动态的、适合的方案，相关计算工作是非常繁杂且重要的，需要相关工作人员要非常认真并掌握一定水准的技能。

[1]艾华清.浅析高速公路路基设计及软土地基的处理[J].民营科技，2016(2)：151.

[2]刘 超.浅谈铁路软土地基路基设计[J].建筑工程技术与设计，2014(34)：23-24.

[3]王晓娜.浅析道路软土路基处理方法[J].工程技术：全文版，2016(12)：149.

[4]吴 浩.浅谈软土路基评价及处理技术[J].建筑工程技术与设计，2015(10)：45-46.

[5]齐典永.公路路基设计及软土地基处理[J].城市建筑，2015(33)：298.

[6]邱 晶.公路路基设计及软土地基处理[J].大科技，2014(18)：33-34.

[7]孙展望.浅谈山区公路软土地基处理设计[J].城市建筑，2016(11)：131.