复杂地质环境下路基设计及监测探讨

（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿，广东 韶关 512325）

我国地域辽阔，区域地质条件存在一定差异，不同地区岩层结构变化较大，因此道路路基的设计也大为不同。随着国家道路建设力度加大，路基设计在公路修建过程中发挥的作用越来越重要，甚至影响着整个公路修建过程及其健康状况。本文就复杂地质条件提出了不同的路基设计方案，并对路基的健康监测作出了阐述与分析。

一、设计基本原则

软土主要指天然含水率大、具有较大孔隙率、压缩性和抗剪强度较低的土壤。在地质条件复杂的软土地基中修建路基，设计及施工中需要充分考虑填筑物荷载引起软基破坏而产生的稳定性及沉陷问题。因此，需要综合考虑地质条件、地基状况、公路现状及其他因素，设计及施工过程中需遵循一定原则。

1.设计过程需要满足环保、经济效益及人为地理的要求，在此基础上路基需具有稳定性、一定强度，和耐用性。

2.路基选址应尽可能远离水资源丰富的区域，如池塘、河道、湿地、沼泽及淤泥等，并尽量减少经过封闭或半封闭地势较低的区域。

3.在施工设计过程中，首先需要填筑路堤，待材料硬实后，在路基上部修建构造物，以此避免路基产生较大的沉陷和水平位移等现象。

4.设计充足的排水渠道，避免因雨季降水对路基强度及稳定性造成破坏。

5.充分考虑因地制宜、方便施工、方便取材及节省资源等因素，遵循低成本、高效施工的原则。

二、复杂地质路基设计及监测过程

在道路修建过程中，路基的设计和稳定性监测十分重要。路基是路面和轨道的基础，主要修建方式为开挖或填筑。其主要作用是为车辆在道路或轨道的交通安全运营提供必要条件，承载动载荷和静载荷，并将荷载传输到地基中。

作为轨道或者路面的基础，路基是经过开挖或填筑而构建的土工构筑物，其根据建造地理条件的不同分为路垫和路堤两种形式。路基一般包括本体、防护、排水、路堤及路垫等部分，分为一般路基和特殊路基。特殊路基主要包括软土壤路基、滑坡路基、泥石流路基、冻土路基及含沼泽路基。

（一）一般路基

填方路基施工中的原料主要来源于路堑和隧道爆破后的石料，主要包括砂岩和泥岩，两者最小承载比的强度需满足规范要求。根据已建成高速公路利用泥岩填筑路基施工的实际情况可知，泥岩易于压实，是一种较好的路基填料，应用于路基的各个层位效果均较理想。

通过地质详查资料确定腐质及耕植土的厚度，在路堤填筑前一般需要清除0.5m根植土厚度，并采用路基填料回填和压实，该部分数量单独计入清除表土数量表中。

（二）水塘及水库地段路基

路基的稳定性和水息息相关。当路基穿过含水量较高的地段时，必须采取相应措施，尽量避免水的侵蚀和渗漏，以及地面水污染。

针对路堤穿过河沟、水库及池塘，必须清除明水和淤泥并回填砾石。经过水田的路堤，首先需要清除植被、设置排水沟，无水需要。经过水田地段的路堤在清除地表耕植土后，应开沟排水，对过湿土层还应采取换填或设置片石盲沟等措施。该工程数量计入挖淤排水工程数量或路基路面排水工程数量表。

（三）软弱路基处治设计

在此次设计研究中，由于该路段冲沟较多、地质条件较差，且含水量较高，因此承载力较低、抗剪较弱。该地质环境下填土路基沉陷，不能满足规范要求。由于稳定性较差，需采用砂砾石盲沟换填砂砾石和塑料插板、碎石桩、水泥搅拌桩等处置措施。一般软基设计处治原则如下。

1.浅层软基处理方式。设计深片石盲沟；设计施工采取换填加片石盲沟方式处理；设计换填土壤另加片石盲沟方式处理。对于挖方软弱地基段落，根据软基深度，采用“换填（或抛石挤淤）+土工格栅”措施处置。

2.深层软基处理方式。设计根据地形、填高、工点静探参数等因素综合考虑，根据稳定性计算结果，分别采用塑料排水板、碎石桩、水泥搅拌桩等处理措施。

在塑料排水板不能满足设计要求、或者深层填土方路基为软基与涵洞基地的情况下，可以采用碎石桩措施处理。桩体的施工材料可以采用卵石、砂砾石及灰岩碎石，含泥量应小于4%，特殊情况下也可以采用没有风化且强度不小于26MPa的砂岩。

三、路基健康监测方案

在设计高速公路较高边坡路基路堤及软土壤路段的路基时，需要采用不同的设计方法。动态设计以完整的施工图设计为基础，并提出对施工方案的特殊要求和监测要求，监测在小范围区域内可以采用传统的测量方法，在路段较长时可以借助GPS和雷达干涉技术。在整个监测过程中，需根据施工现场的地质状况、施工情况，结合变形、应力监测综合反馈路基健康信息。

（一）软基监控方案

软土路段在完成换填施工后，需监测路堤形变，包括水平位移和沉陷监测。

软基位移监测的一般原则：针对长度小于100m的软路基，必须设置一个监测横断面；如果软土壤的路基长度不大于100m，按照设计要求需设置不少于两个监测横断面；每一个监测横断面的监测点需要大于10个，包括沉降监测点4个和水平位移监测点6个；路堤的施工过程每铺设一层需要监测一次位移；路堤完工后，通车期间在前一年半内需每月监测一次。

（二）路堤边坡监控体系

在高边坡路基工程的施工过程中，需严格按照施工要求逐级开挖、逐级防护。在上级边坡防护工程没有竣工的情况下，不允许开挖下级边坡工程。施工前必须制定完善的施工安全监测体系，确保施工过程中的人员和设备的安全性，并通过现场监测信息进一步完善已有施工方案。

四、结语

公路修建离不开路基的设计与施工，地质条件的差别会导致公路路基设计和施工的不同。在实际施工中，需结合当地实际地质情况确定设计和施工方案，以保证公路质量。