曹陽

路基處理技術(shù)在軟土地區(qū)城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

曹陽

隨著近年來國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐不斷加快，市政道路作為基礎(chǔ)設(shè)施工程的重要組成部分，在設(shè)計(jì)和施工中各項(xiàng)問題也在不斷被發(fā)現(xiàn)和解決，其中路基處理技術(shù)在軟土地區(qū)城市道路建設(shè)應(yīng)用中更是占據(jù)著十分重要的位置。本文作者將對(duì)具體工程展開說明，全面分析幾種常見的路基處理技術(shù)在軟土地區(qū)城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以期對(duì)該項(xiàng)工程的開展起到幫助和引導(dǎo)作用，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

一、引言

軟土指的是強(qiáng)度比正常土層強(qiáng)度低，天然含水量高、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大、壓縮性較高的一種軟弱土層，在這種土質(zhì)中一般會(huì)含有相應(yīng)的有機(jī)質(zhì)。由于市政道路的選線布局通常由上位規(guī)劃決定，線位選擇方面具有局限性，使得區(qū)域開發(fā)中，部分市政道路就會(huì)在軟土地基的區(qū)域進(jìn)行修建，因此設(shè)計(jì)過程中，如果不對(duì)路基進(jìn)行相應(yīng)的處理，在施工或后期運(yùn)營過程中就很容易出現(xiàn)路堤失穩(wěn)情況，或是直接對(duì)紅線外建筑物產(chǎn)生危害。軟土路基由于具備很多不利于工程開展的特點(diǎn)，如具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、擾動(dòng)性大以及透水性差等特點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)和施工過程中，如果不將這些問題進(jìn)行有效處理或采取有效措施，那么很容易使地基強(qiáng)度受到嚴(yán)重影響，在工程完成后易出現(xiàn)變形的問題，或是造成地基下沉等不利于后期建設(shè)的問題。在這種情況下，還容易造成路面整體的變形和開裂，嚴(yán)重的甚至?xí)沟霉こ瘫黄茐?，不利于道路的正常使用。因此在城市道路的設(shè)計(jì)或是施工環(huán)節(jié)中，要充分研究和分析城市道路和城市地下管線的鋪設(shè)情況，通過這種方式進(jìn)一步掌握施工的方式和技巧，從而更好地幫助這項(xiàng)工程的有效開展。基于此，本文將對(duì)軟土地區(qū)城市道路設(shè)計(jì)中對(duì)路基處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)工作人員的施工起到參考和指導(dǎo)作用。

二、工程應(yīng)用具體情況

1.工程情況概述

本文在對(duì)工程進(jìn)行研究的過程中選取的是我國河南省某地區(qū)一個(gè)不良的地質(zhì)環(huán)境作為研究案例，該道路為城市次干路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，雙幅路形式，紅線寬35米，斷面布置形式為：35米（紅線）=5米（人行道）-11米（車行道）-3米（綠化帶）-11米（車行道）-5米（人行道），道路全線有1.6公里路段均處在不良地質(zhì)區(qū)域。與市政道路相比，公路在選線過程中會(huì)避免選擇在不良地質(zhì)的線位，但市政道路因區(qū)域開發(fā)受限，兩側(cè)用地已進(jìn)行規(guī)劃，線位調(diào)整可能性不大，故在設(shè)計(jì)過程中需對(duì)道路下的軟土地基進(jìn)行處理后，方可進(jìn)行實(shí)施。經(jīng)過筆者的實(shí)際研究，該地貌主要是因?yàn)辄S河通過平原的沉積和海陸的運(yùn)動(dòng)而形成的過渡地帶，由于受到了華夏構(gòu)造的影響和控制，因此在新生代的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)過程中，該地區(qū)中相繼出現(xiàn)了區(qū)間性的隆起，導(dǎo)致該地層的覆蓋層處于比較薄的狀態(tài)，由此產(chǎn)生了軟弱土層。該地區(qū)的主要地層是：

（1）素填土：這種類型的土層通常呈現(xiàn)灰黃色，這是由于其是由粘性土組成。該土層在局部上會(huì)含有少量的碎石，并且一般呈現(xiàn)出松散的狀態(tài)，可塑性較強(qiáng)，該層的厚度為10～120cm之間。

（2）粘土：這種類型的土層通常呈現(xiàn)灰色的狀態(tài)，一般處于可塑和軟塑的狀態(tài)，濕感較強(qiáng)，不出現(xiàn)搖震反應(yīng)，光澤度良好，這種土層的分布比較適宜，厚度為50～120cm。

（3）淤泥：一般情況下呈現(xiàn)深灰色或是黑色的狀態(tài)，呈現(xiàn)出軟塑和流塑的狀態(tài)，這種土層的光澤度較強(qiáng)，同時(shí)伴有較強(qiáng)的泥腥味，這類土層中含有的有機(jī)質(zhì)較高，含量一般在1.12%到1.74%，但是由于其含水量較高，因此韌性不佳。通常厚度的變化也相對(duì)較大，層厚為60～410cm。

由于該工程部分路段路基0～80cm范圍內(nèi)位于淤泥層，為軟弱土層，因此在實(shí)際對(duì)該工程進(jìn)行操作的過程中需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的路基處理。

2.工程設(shè)計(jì)原則

（1）軟土路基的設(shè)計(jì)是基于工程地質(zhì)勘察取得的資料進(jìn)行的，軟土地基處置方案應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、施工機(jī)具、材料及環(huán)境等條件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，依據(jù)先簡(jiǎn)后繁、就地取材的原則決定。

（2）在軟土地基部位設(shè)計(jì)路基時(shí)，要綜合考慮軟土、土層成因、類別、分布范圍以及修建道路后軟土地基的發(fā)展趨勢(shì)、危害程度等。

（3）該工程處于軟土地區(qū)，作為市政道路，路面下敷設(shè)有各類市政管線，如雨水、污水、電力、通信、燃?xì)夂蜔崃Φ鹊?，所以?duì)于沉降控制上有著極高的要求。

（4）在實(shí)際施工中，按照以下要求實(shí)施：①工程后對(duì)剩余沉降的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制：路面設(shè)計(jì)需要在使用年限中對(duì)剩余沉降的路堤進(jìn)行控制，將其控制在30厘米左右。②將驗(yàn)算的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行穩(wěn)定：采用更有效的方式如固結(jié)應(yīng)力法進(jìn)行驗(yàn)算，將路基的穩(wěn)定系數(shù)控制在1.2以上。

三、軟土地基的具體處理方案

由于該工程處于路線的穿越區(qū)，因此地質(zhì)條件相對(duì)比較復(fù)雜，并且該地區(qū)的軟土和軟弱土的分布范圍相對(duì)比較廣泛，所以為了防止承載力的問題對(duì)工程造成影響，進(jìn)一步提升城市道路的質(zhì)量，在施工的過程中還需要充分考慮工期和投資等外在因素。經(jīng)過筆者對(duì)大量文獻(xiàn)和實(shí)際工程情況的研究，確定在施工的過程中采用塘渣墊層、土工格柵和堆載預(yù)壓的處理方式更為合理，這是因?yàn)椋?/p>

1.地基土中的第一層和第三層通常處于比較松散的狀態(tài)，也就是在素填土和淤泥這兩層中的土質(zhì)較為松散，并且該地區(qū)的土層多為流塑或是軟塑狀態(tài)，因此該地區(qū)的土具有較強(qiáng)的高壓縮性能，相應(yīng)的承載能力比較低，一般不建議將其當(dāng)做建筑和構(gòu)建物中的承載力層。第二層雖然能夠得到利用，但是相對(duì)來講其厚度比較小。換填部分的軟弱土層可以有效地對(duì)地基的承載力進(jìn)行提升，對(duì)于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求有著十分重要的幫助作用，應(yīng)采用換填墊層的處理方式對(duì)地基進(jìn)行有效處理。在這項(xiàng)工作的開展過程中，所謂的換填墊層法指的就是借助基礎(chǔ)底的附加應(yīng)力在土層的傳遞過程中逐漸隨著深度的加強(qiáng)而減小的一種分布方式，由于墊層中承受的附加應(yīng)力比較大，因此軟弱的下層將承擔(dān)著較小的附加應(yīng)力，從而更好地滿足設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)地基的基本要求。

2.由于土工格柵在處理軟弱地基的應(yīng)用中有著較大的作用，首先其可以對(duì)地基的承載能力進(jìn)行提升，良好控制沉降，充分提升地基的穩(wěn)定性。其次增加土體的整體性和連續(xù)性，在這種情況下對(duì)不均勻的沉降也將做到有效的控制。所以，可以在砂墊層中相應(yīng)地鋪設(shè)土工格柵。在對(duì)這項(xiàng)工作進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一般要求土工格柵的拉伸強(qiáng)度要控制在50kN/m以內(nèi)，同時(shí)屈服伸長(zhǎng)幅度要控制在10%以內(nèi)。

3.軟土處理要堅(jiān)持成本低并且還應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求的基本原則，同時(shí)還要對(duì)施工期內(nèi)預(yù)留充足的路堤預(yù)壓時(shí)間進(jìn)行考慮和研究，因此在這個(gè)過程中可以同時(shí)采用超載預(yù)壓法。

在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中，全線路基一般采用的是塘渣填筑方式，土工格柵通常需要埋設(shè)在塘渣墊層中，并在行車道上塘渣墊層的低層適當(dāng)?shù)劁佋O(shè)一些土工格柵，此外在其上方還可以適當(dāng)?shù)劁佋O(shè)兩層左右的土工格柵，盡可能做到每50厘米設(shè)置一道，與此同時(shí)每層土工格柵都需要適當(dāng)?shù)鼗卣蹆擅鬃笥摇?/p>

根據(jù)前文對(duì)該項(xiàng)工程的分析，建議在進(jìn)行沉降計(jì)算的過程中，適當(dāng)?shù)夭捎眉咏罘ɑ蚴禽p型材料的方式對(duì)其進(jìn)行處理。但是通過筆者對(duì)本工程的研究和分析，采用加筋的方式處理樁長(zhǎng)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但是處理的效果并不理想，并且花費(fèi)的成本較高。

四、結(jié)語

通過對(duì)上文的研究和分析，我們可以確定城市道路對(duì)軟基進(jìn)行處理的方式比較多樣化，并且各有各的適用性，實(shí)施時(shí)還需要進(jìn)一步對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、設(shè)計(jì)原則等進(jìn)行充分考慮，最終通過對(duì)建設(shè)工期和投資成本等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，選擇恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸绞?。因軟土路基存在很多不利于工程開展的特點(diǎn)，如孔隙占比較大、含水量較高和透水性能較差等，所以在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中，就更應(yīng)該對(duì)這些問題進(jìn)行有效處理或采取有效措施，否則很容易造成地基強(qiáng)度受到影響，如此會(huì)造成工程完成后出現(xiàn)變形或是造成地基下沉等不利于后期建設(shè)的問題。因此通過本文的研究，希望路基處理技術(shù)在軟土地區(qū)城市道路設(shè)計(jì)中起到更大的幫助作用，全面提升這項(xiàng)工作的質(zhì)量，為我國建筑工程的發(fā)展奠定更穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

（作者單位：河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司）