肇庆地区道路工程软土路基处理方法

张家利

中铁城市规划设计研究院有限公司 安徽 芜湖 241000

广东省肇庆市某道路工程，线路长约3km，路基填高6~12m左右，属高填方软土路基。工程场地位于西江流域，场地地貌属于山前冲积平原的河流侵蚀堆积地貌，地貌多样，丘陵连绵起伏，农田沟塘河网纵横交织，道路路线基本分布河塘沟谷中。地表分布Q4ml杂填土：灰黑色，湿，成分主要有黏土夹杂植物根系组成，分布厚度0.8m~2.8m；以下Q4dl淤泥：黑色，流塑，饱和，含水量84.1%，孔隙比2.18，含有机质和腐殖质含有机质，有腐味和腥臭味，分布厚度2.10～9.40m；下伏Q4el黏土：棕红色，硬塑，揭露厚度在14.70～34.10m。该工程重难点在厚软土高填方路基的稳定和沉降的控制。

1 软土地基处理方案选择

对于软土地基处理的方法主要有换填法、排水固结法和复合地基处理，三类方法的适用范围和优缺点见表1。

表1 软土路基处理方案

在收集项目区域内软基处理成功经验的基础上，根据项目具体情况及地质特点，结合表1对比分析，项目推荐采用以下处理方案：

（1）换填法

对表层软土进行换填处理，形成人工“硬壳层”。对于河塘范围，排除河塘水后，挖除河塘表层浮泥（淤泥），然后回填素土分层压实，换填厚度2m。施工应采用逐段开挖、逐段填筑的原则，及时对开挖部位进行回填，逐层碾压。换填土层采用机械静压法分层碾压，减小对基底软土层的扰动。

（2）塑料排水板+堆载（欠载）预压

一般路段路基采用塑料排水板结合堆载（欠载）预压方法处理，以加速淤泥土层固结速度，提高地基承载力。塑料排水板间距1.0m，三角形布设。施工工艺流程严格按照相关规范和施工技术要求进行。

（3）CFG+塑料排水板+堆载（欠载）预压

横向填挖交界路段采用CFG+塑料排水板+堆载（欠载）预压处理，防止不均匀沉降，造成后期路面开裂。CFG桩径0.50m，桩距2.0m～2.5m，正方形布置。同时为减小超静孔系水压，增设塑料排水板，桩距2.0m～2.5m，正方形布置。

（4）不同处理方案的过渡

软土地基差异沉降在路面的表现为路面纵坡的变化，过大的差异沉降必然引发路面的纵坡变化剧烈，以致出现横向裂缝或“跳车”。对于复合处理路段和非复合路基处理路段之间，一般设置两级过渡段，第一级为桩体的桩间距由密变疏，和缓的降低地基刚度，第二级为疏桩和非复合路基设置土工格栅，加强路基的整体性。

（5）反压护道

本项目为厚软土高填方路基，原地基承载能力差，为了防止路基失稳，在路基两侧填筑一定宽度的反压护道，反压护道宽度 25m，高度 5.0m。反压护道与路基同时施工，压实度要求不小于85%。以增加边荷载的措施，保持原地基的稳定性。

2 软土路基设计计算

2.1 软土路基设计标准

（1）路堤稳定计算采用有效固结应力法。地基沉降量采用分层总和法（Es及e-p 曲线）计算主固结沉降 Sc。总沉降采用沉降系数与主固结沉降计算，沉降系数采用1.1～1.4。

（2）压缩层计算深度控制原则为计算层底面附加应力与有效自重应力之比不大于 0.15；对于浅薄层软土路段，计算至相对硬层为止。对于基岩埋深较浅路段，计算至基岩层顶。

（3）容许工后沉降。涵洞或箱形通道处≤0.30m，一般路段≤0.50m。

（4）稳定安全系数。采用有效固结应力法计算，稳定安全系数不小于1.2。

2.2 工后沉降和稳定计算

（1）塑料排水板处理软基计算

一般路段采用塑料排水板联合堆载（欠载）预压处理方案，塑料排水板长度需打穿淤泥层，长度采用12m，间距1.0 m，等边三角形布置，反压护道宽度 25m，高度 5.0m；采用理正岩土计算软件6.5Pb2，输入勘察钻孔各地层参数（见表2）及工期要求，计算得出本段总沉降量 300.4cm，工后沉降22.2 cm，稳定性系数1.206，满足相关规范要求。

表2 岩土参数建议值

（2）塑料排水板联合CFG桩处理计算

塑料排水板长度采用12m，间距2.0m，正方形布置，CFG桩长度15m，间距2.0m，正方形布置；采用理正岩土计算软件6.5Pb2，输入勘察钻孔各地层参数（见表2）及工期要求，计算得出本段总沉降量117cm，工后沉降29.9cm，稳定性系数1.396，满足相关规范要求。

3 软土路基施工技术要求

3.1 材料技术要求点

（1）塑料排水板

塑料排水板宽度100mm，厚度4mm；单位重不小于90g/m；纵向通水量不小于40cm3/s。

（2）排水垫层

在塑料排水板顶设置排水垫层，垫层采用砂垫层，渗透系数不小于5×10-3cm/s，含泥量不大于5%。排水垫层两侧设置30cm×30cm纵向碎石盲沟，每隔5m设置30cm×30cm横向碎石盲沟将固结水排出路基范围，盲沟用反滤土工布包裹。

（3）钢塑格栅

钢塑格栅采用双向钢塑格栅，拉伸屈服强度≥80KN/m，延伸率≤3%，其技术指标严格执行相关规范标准。

3.2 CFG桩的施工要求

（1）CFG桩施工应符合下列要求

CFG桩混合料应严格按照成桩试验确的定配合比拌制，应均匀搅拌，混合料搅拌时间不得少于1min。CFG桩可采用长螺旋或振动沉管法，具体方法可根据现场实际情况和试验确定。成桩过程中，应抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3块）试块（边长为150mm的立方体），标准养护28d，测定其抗压强度。

（2）塑料排水板堆载预压的施工要求

塑料排水板必须经检验合格后方可使用。现场存放塑料排水板应防止阳光照射、污染和破损。及时清除施工竖向排水体带出的淤泥，避免污染排水垫层或者盲沟。含有污染土的路段应对固结排出的污水进行隔离和收集，并经处理达到国家相关标准后再排放。宜采用履带式放工设备，塑料排水板宜采用长菱形套管。应沿线路每约20m试打竖向排水体以确定打设深度。横向软土分布差异较大时，沿横向也应打竖向排水体。应及时清除掩盖排水垫层的路堤填料，保证排水顺畅。

4 软土路基监测

除施工单位进行相关施工监控外，项目建设单位应委托经验丰富的专业队伍进行第三方监控，且第三方监测断面的数量应大于总断面的30%。

（1）依据

软土路基施工期间应进行动态观测。二级及二级以上等级的公路，施工过程中必须进行沉降和水平位移观测。

（2）监测目的

检验软土路基的处治效果；控制道路路堤的填筑速率，用于路堤施工过程中的稳定性控制，确保道路施工期的路堤安全。

（3）监测项目

堆载预压过程中道路路堤各路段的沉降量及沉降速率；堆载预压过程中道路路堤两侧的地表土水平位移以及深层土水平位移。

（4）监测断面布置

根据规范和设计要求，结合项目地形在适当的路段布置沉降监测断面，并设置相应的观测点，埋设相关仪器。监测相关准备工作完成以后才能进行路基填土。在项目开工前应提出较为系统的沉降监测方案，审批后按方案实施，以便于指导施工。

（5）监测标准

施工期间宜按道路中心线的地面沉降速率应每昼夜不大于10～15mm、路基坡脚水平位移速率应每昼夜不大于5mm，以控制路堤的稳定性。待满足稳定标准时，可以进行下一层路基填筑，施工过程必须严格控制速率。填土时，按监测频率进行监测，符合标准时才能加下一级荷载。当沉降或位移超过标准时，应立即停止路堤填筑。

（6）观测断面布设

地表沉降观测断面宜每50m布设一处；在横向填挖交界处可在填方侧布设。在道路路基地质条件差、地形变化较大的路段应根据情况对观测断面加密。

（7）监测频率

施工期间，应每填筑一层进行一次沉降观测；路堤填筑高度达到极限高度之后应每天进行沉降观测一次；若临时中断施工或处于加载间隙期，可3d进行观测一次。在堆载预压期间，第一个月内应每天进行沉降观测一次，第二个月至第三个月宜每7d进行沉降观测一次，从第四个月起到堆载预压期末可每15d观测一次。

（8）路面铺筑

道路路面铺筑应在路基沉降稳定后实施，一般采用双控标准进行控制：一是工后沉降量需小于设计或规范要求容许值，二是要求在路基完成后连续2个月的观测沉降量，应每月不超过5mm，然后再进行路基调平到达路基设计标高，再加铺道路路面结构层。

5 结语

道路工程涉及深厚软基和高填方处理方案时，应充分调查和收集区域内相关项目的处理经验、项目地质特点和周边环境条件，综合确定处理方案。选择合适的软基处理方案是道路软基处理的关键，项目通过方案比较，提出适合的软土地基处理方案，并结合工后沉降、稳定性计算验证，为肇庆地区深厚道路软基处理积累经验。