城市道路設(shè)計(jì)中軟基處理方案的選擇

李劍飛

【摘要】本文主要探究城市道路設(shè)計(jì)中軟基處理方案選擇。研究過程中，從道路軟基處理方案概述切入，分析方案選擇過程及選擇原則，以某城市道路為例，探究實(shí)際工程中軟基處理方案選擇措施，以期為相關(guān)工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】城市;道路設(shè)計(jì);軟基處理;方案;選擇

城市道路作為我國城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，在社會(huì)發(fā)展建設(shè)中具有重要作用，其建設(shè)質(zhì)量與水平已經(jīng)成為民眾關(guān)注重點(diǎn)。而路基設(shè)計(jì)作為城市道路核心內(nèi)容，處理軟土路基是工程中常見問題，想要將軟土地基處理好，則必須結(jié)合車輛安全形勢(shì)、城市道路設(shè)計(jì)壽命等，選擇合理軟基處理方案，進(jìn)而提高城市道路設(shè)計(jì)有效性，滿足我國交通發(fā)展需求。

1、道路軟基處理方案概述

1.1方案選擇

設(shè)計(jì)單位通常是結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告了解軟土地基，設(shè)計(jì)過程中提出加固方案，經(jīng)由建設(shè)單位組織專家及參建單位討論后確定。在工勘報(bào)告中，分析了軟弱土層容重、含水量、固結(jié)系數(shù)、液性指數(shù)、承載力、滲透系數(shù)等特征，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查踏勘的方式對(duì)濕軟土層成因進(jìn)一步調(diào)查，結(jié)合工程情況，以確定加固地基目的是提高承載力，穩(wěn)定路基，還是控制路基沉降，進(jìn)而制定加固軟基的方式。軟基處理方法較多，不同軟基其加固目的與天然條件不同，所選加固方法也不同，無論是建設(shè)單位還是設(shè)計(jì)單位，均需要通過仔細(xì)比較方案，或通過試驗(yàn)后方能明確最終采納方案[1]。并且，即便軟弱土層物理力學(xué)特性相同，由于施工布局、道路條件與位置不同，處理方案也會(huì)有所不同，切忌盲從行政意圖或套用工程案例，如若定錯(cuò)方案，則會(huì)造成不必要返工，對(duì)企業(yè)社會(huì)影響與經(jīng)濟(jì)效益均會(huì)造成影響。

1.2處理原則

結(jié)合道路軟基處理經(jīng)驗(yàn)及社會(huì)發(fā)展情況，其在處理過程中應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

⑴根據(jù)填筑路基高度、淤泥特性、分布軟基深度，選擇排水固結(jié)法、換填法、加固土樁法等方案，如橋頭填土等局部高填土路段，則可以采取CFG樁或粉噴樁方案。

⑵穩(wěn)定計(jì)算運(yùn)營(yíng)期安全系數(shù)大于1.15，施工期安全系數(shù)大于1.10，根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算沉降量。

⑶以工程進(jìn)度層面考慮，盡量不采取真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，以工程造價(jià)層面考慮，則盡量不應(yīng)用粉噴樁。

⑷選擇處理方案應(yīng)當(dāng)保證靈活機(jī)動(dòng)，即便在同一工程中，也不一定需要采取軟基處理單一方法，而是應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況與具體要求，綜合多種方法，以實(shí)現(xiàn)造價(jià)效果、工期的最佳組合。

2、工程概況

某城市道路項(xiàng)目處于勝利東路與九龍大道交匯處，其為互通式立交橋，項(xiàng)目由于位于軟基深層區(qū)域，原本互通式立交橋在多年沉降下，匝道路基產(chǎn)生諸多沉降，且橋梁也出現(xiàn)橫向平移的問題，具有失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。所以，結(jié)合各部門與專家意見，徹底拆除原立交橋，改建為此交叉口是平面交叉，總道路長(zhǎng)度改建后是2.237km，迎賓大道與勝利東路是1.2km，城市主干路，雙向六車道，路寬則分別為60m與43m;而九龍大道則是1.025km，城市主干道，雙向八車道，路寬是60m。

3、城市道路設(shè)計(jì)中軟基處理方案選擇

3.1地質(zhì)情況

項(xiàng)目在建設(shè)之前安排地勘人員詳細(xì)勘察土地情況，揭露出場(chǎng)地不良土層有淤泥和素填土。其中，淤泥是由于海積造成，呈流塑狀灰黑色，飽和，內(nèi)含有較多朽木、腐殖質(zhì)與有機(jī)質(zhì)，局部存有砂子，場(chǎng)內(nèi)分布較多，力學(xué)性質(zhì)較差，厚度在2.1-21.5m范圍內(nèi)，是軟土;素填土則是松散灰褐色狀態(tài)，存在高壓縮性，是由砂層、粘性土回填而成，部分是塊石、碎石拋填，表面是爆破舊立交橋所形成的殘?jiān)?，未?jīng)過專門壓實(shí)，成分較雜，分布在場(chǎng)地內(nèi)部，力學(xué)性能較差，厚度在0.4-6.5m范圍內(nèi)，是軟弱土。

3.2處理方案

本次項(xiàng)目在軟基處理中，區(qū)域處理淤泥深度大多超過20m，是深厚軟土層，而項(xiàng)目填土不高，需要盡量將后期沉降減少，以確保路床穩(wěn)定性。并且，項(xiàng)目車流量較大，是主要道路交匯，周圍密集建筑，人流量較多，在選擇地基處理方案中應(yīng)當(dāng)盡量縮短工期，以避免對(duì)車流量、居民出行及周圍建筑物造成影響[2]。

根據(jù)以上地質(zhì)條件，結(jié)合對(duì)軟基處理方案的要求，初步擬定以下方案：

方案一：軟土深度在3m范圍內(nèi)的淺層路段，則采取換填土方式。此種方式主要是清除處理區(qū)軟弱土層，換填進(jìn)去穩(wěn)定性更好地材料，在應(yīng)用過程中經(jīng)過對(duì)填料的綜合比較，選擇換填砂礫、碎石等具有較高透水性材料的方式。且其墊層厚度是0.5-3m，厚度如若過大，則取土方量與棄方量均會(huì)增加，提高了施工成本。通過應(yīng)用此方法，能夠提高基土抗剪強(qiáng)度，保障其整體承載力。

方案二：處理深層軟基。在處理深層軟基過程中，可采取復(fù)合地基法或排水固結(jié)法。具體如下：

⑴CFG樁。水泥粉煤灰碎石樁是石屑、碎石、粉煤灰、砂摻水泥加水?dāng)嚢瓒?，之后以成樁機(jī)器制作強(qiáng)度較高的可變強(qiáng)度樁。CFG樁屬于低強(qiáng)度混凝土樁，能夠發(fā)揮樁間土承載力的作用，將荷載向深層土傳遞，地基土與樁體構(gòu)成復(fù)合地基，即可將地基承載力提高。此種方法優(yōu)點(diǎn)在于樁體經(jīng)濟(jì)效果與技術(shù)性能良好，較高的樁身強(qiáng)度能夠提高單樁承載力，進(jìn)而達(dá)到符合地基承載需求，且施工擠土敏感位置，以長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)行施工，能夠最大程度降低擠土影響，但是，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)與施工工藝要求較高。

⑵真空聯(lián)合堆載預(yù)壓。此方法是在堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓基礎(chǔ)上所發(fā)展的加固軟基方式，擁有堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓雙重效果。真空預(yù)壓是減少孔隙水壓力將有效應(yīng)力提高，以抽真空方式形成負(fù)壓，可縮短加載時(shí)間。堆載預(yù)壓則是增加總應(yīng)力將有效應(yīng)力提高在施工中由于真空負(fù)壓能夠讓土體發(fā)生等向固結(jié)，內(nèi)收變形，不會(huì)有剪應(yīng)力產(chǎn)生，且抵消由于堆載所在造成的向外擠出變形，不會(huì)由于填土過快而造成地基穩(wěn)定性問題，加快工期，縮短填土?xí)r間，且不存在棄土。

⑶水泥攪拌樁。以水泥為固化劑，借助機(jī)械攪拌作用將軟土與固化劑構(gòu)成擁有水穩(wěn)性、整體性及一定強(qiáng)度的加固土，進(jìn)而提高整體地基承載力。在應(yīng)用中存在地基強(qiáng)度提高顯著，無固結(jié)時(shí)間，造價(jià)低、工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)。但是，水泥攪拌樁處理過程中，濕法施工深度不超過20m，干法施工深度不超過12m。并且，受到樁身自身強(qiáng)度制約，在軟基處理中攪拌樁填土不易過高，較高填土路段加固后難以達(dá)到要求。

3.3方案確定

在深層軟基處理中，提出了以上幾種方案，對(duì)其進(jìn)行綜合分析，以選擇最佳軟基處理方案，滿足施工需求。如下：水泥攪拌樁盡管處理效果顯著，工藝成熟，但項(xiàng)目區(qū)域中，其淤泥厚度較深，處理平均深度是18m，最大深度達(dá)到21.5m，盡管平均深度處于施工范圍內(nèi)，但最大深度已經(jīng)超過施工范圍，不建議采取水泥攪拌樁施工技術(shù)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法，則時(shí)間需要在6個(gè)月左右，只有達(dá)到90%的固結(jié)度方可卸載，而項(xiàng)目位于重要交通節(jié)點(diǎn)，車流量較多，屬于重要民生工程，對(duì)于工期具有較高要求，所以不應(yīng)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。CFG樁法施工速度快，強(qiáng)度高，對(duì)于固結(jié)時(shí)間無要求，且能夠處理超過20m的軟土層，擁有顯著加固效果，所以項(xiàng)目在深層軟基處理中最終選用CFG樁法。

總結(jié)：

綜上所述，在城市道路軟基處理方案選擇中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合項(xiàng)目所在地、車流量情況、承載力要求、地質(zhì)情況等，通過綜合分析選擇最佳方案，以達(dá)到良好處理效果，提高道路承載力。

參考文獻(xiàn)：

[1]穆萍.城市道路軟基處理方案的選擇[J].低碳世界，2019，9（03）：259-260.

[2]劉益良，付旭，劉曉立，殷堯.基于模糊數(shù)學(xué)和灰色理論的軟基處理方案評(píng)價(jià)效果對(duì)比研究[J].施工技術(shù)，2018，47（17）：95-99.