公路工程路基设计及软基处理
摘要：市场经济后，我国公路工程事业飞速发展，但是公路路基软基处理一直都是我们研究的课题。
由于公路地质的特殊性，路基沿线下经常存在着较厚的软土层，在这样的软土地基上修建道路时，因地基沉降或差异沉降过大而影响公路的正常使用。
本文结合工程实例，从公路工程路基设计及软土地基路段的处理两方面入手，特别是软基处理方面的成功经验值得借鉴。
关键词：路基设计；路基边坡；极限高度；软基处理
市场经济后，我国的公路工程建设事业得到了长足的发展，公路工程比一般工程所要求的质量要更高，因此，公路工程路基设计显得尤为重要。
在路基设计中会经常碰到软土地基处理问题，在路基设计中有针对性地加强对公路软土地基的处理，是保证软土路段满足公路营运的必然选择。
公路工程概况
某公路工程全长22.4km，设计标准为双向四车道，设计速度为100km/h，路幅宽度为28.0m。
沿线软土广泛分布且较厚，并呈现由河床至两岸逐渐变薄的趋势，厚度为0.8m～43.8m，最厚范围为里程K24+100～K32+600（厚度大于30m），顶部普遍分布有一层软可塑状亚粘土，厚0.5m～1.5m，软土下卧层多为亚粘土、砂性土或砾石，沿线分布有几段高边坡。
路基设计
1.整体式路基整体式路基宽度为28.0m，其中，行车道2×2×4m、硬路肩2×3.5m（含右侧路缘带2×0.5m）、中间带3.50m（中央分隔带
2.0m、左侧路缘带2×0.75m）、土路肩2×0.75m；
2.分离式路基适用于隧道出入口的路基，单幅路基宽度为14.0m，其中：行车道2×4m、硬路肩
3.5m（含右侧路缘带0.5m）、左侧路缘带1.0m、土路肩2×0.75m。
路基边坡坡率
路基边坡坡率具体设置如下：
(1）一般填方路段的边坡坡率见表1，护坡道宽2m，护坡道和边坡平台分别设置外倾是3%和2%的横坡
(2）一般挖方路段边坡，按岩石风化情况、土质条件采用不同的坡率，全风化、土质边坡的坡率为1：1～1：1.5，强风化边坡坡率为1：0.75～1：1.25，弱风化边坡坡率为1：0.5～1：0.75，微风化边坡坡率为1：0.3～1：0.5，边坡高度均按10m控制，平台宽2.0m，平台内侧修筑40cm×40cm的拦水沟，第一级边坡坡脚设置2m宽的碎落台；
(3）深挖路堑（高边坡）是指土质边坡高度≥20m或岩质边坡高度≥30m的边坡，路堑高边坡坡率采用特殊设计。
表1 填方路堤边坡坡率
纵横向填挖交界处处治设计
本工程斜坡路基主要分布在沿山腰布设的地段，在路线纵向填挖交界处及一般斜坡路基横向填挖交界处，很容易出现路基开裂甚至滑移。
为减少因不均匀沉降而引起的开裂和滑移，本项目采取了如下措施：
(1)对所有自然边坡坡度大于1：5的路段，均按要求挖台阶填筑，挖台阶后回填应严格按给定的压实度标准实施；
(2）在路线纵向填挖交界处及横向半填半挖处设置了三层TGDG50土工格栅和一层玻璃纤维土工格栅（设在沥青面层内），单向土工格栅应先进行预拉，并用U型锚钉锚固；
(3）为防止水对斜坡路基的影响，斜坡路基内设置纵横向排水设施。
软基极限高度分析
所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。
路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。
路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取于各种湿源的作用和延续时间。
由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。
一般软土地区路堤的极限高度为3m～5m。
本工程软基主要分布在互通立交及山间洼地等地段。
互通立交范围内软土一般为淤泥、淤泥质亚粘土，厚度一般在15m左右，物理力学性质极差；山间洼地地段软基主要分布在K22+650～K23+250、K38+210～K40+012、K43+360～K43+450段落，软基埋深从4.2m～12.9m不等，软基厚度为1.0m～9.5m；其余段落，如K45+550～K45+670、K46+440～K46+500、K47+280、K47+360、K47+550～K47+800，均存在埋深小于5m的软基，软土一般为淤泥质粗砂、淤泥质砾砂、淤泥质亚粘土。
极限高度计算方法如下。
均质薄层软土地基路堤极限高度为：
H e=N S（C K/γ）
式中：
H e—极限高度（M）
C K—软土的剪粘聚力（KPa）
γ—填土的容重（KG/M3）
N S—稳定因素，与边坡角β和深度因素nd（nd=（H+d）/H，其中，H为填土高度，d为软土厚度）有关，可由相关图表查得。
均质厚层软土地基路堤极限高度为：
H E=5.52（C K/γ）
式中符号意义同前。
对于非均质软土地基的路基极限高度，由于非均质软土地基土层比较复杂，各层性质不同，其路堤极限高度需要用圆弧法计算确定。
条件允许时可由筑堤试验确定。
对于有硬壳层的软土地基的路堤极限高度，当覆盖在软土层上强度稍高的表层上厚度>1.5m时，应考虑其应力扩散，减少地基沉降的效应，此时极限高度He为：
H e=N S（C K/γ）+0.5H
式中：
H—硬壳层厚度（m）。
软基治理对策
根据分析结果和工期要求，软基处理方案如下：
(1）软基深度超过12m或填土高度超过6.5m的桥头软基路段采用管桩托板+钢塑土工格栅处理，并进行超载预压，预应力混凝土管桩采用PHC桩，直径为30cm，壁厚8cm，管桩离心混凝土强度为C70，桩顶托板采用C25钢筋混凝土；管桩参数分别为：管桩单桩设计承载力要求达到400kN，复合地基承载力设计值为150kPa，钢塑土工格栅为CATT60-60钢塑土工格栅，钢塑土工格栅每延米抗拉强度不小于60kN，屈服伸长率不超过3%，宽度为4m～5m；
(2）软基深度不超过12m或填土高度不超过6.5m的桥头、涵洞软基路段采用水泥搅拌桩+土工格室复合地基处理，并进行超载预压，水泥搅拌桩采用42.5#水泥，单桩设计承载力为120kN，复合地基承载力设计值为130kPa，土工格室采用100-400型，格室高10cm、宽40cm，要求格室片厚不小于1mm，格室焊接处结合力不小于1000N；
(3）最终沉降量小于1.2m或填土高度不超过6.5m、沉降量较小时，采用塑料排水板超载预压处理，并设置1～3层土工格栅，当填土高度小于4m时，不设置土工格栅；
(4）软基埋深不超过5m时，我们应该采用换填处理。
3 结语
公路穿越软土地区是经常发生的事情。
软土地基的危害性很大，如果在公路施工过程中处理不当或干脆不处理，或者因为工作中的细小疏溜，往往会给建筑物的正常使用留下隐患。
一旦发生问题再进行处理，便直接造成经济损失和社会形象的负面影响。
因此根据不同施工条件选用合适的方法处理软土地基，可以有效的防止或解决出现的问题保证工程的顺利完成，减少财务支出，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。
避免更大的事故或破坏情况发生。