王期濱

山西通暢工程勘察設計咨詢有限公司 山西太原 030006

軟土地基主要是指土層有機物質含量達到公路行業(yè)規(guī)定標準的地基類型，具有觸變性、透水性低、抗剪強度低、高壓縮性、不均勻性等特性，未經(jīng)妥善處理在公路建設中會出現(xiàn)路堤失穩(wěn)、路段不均勻沉降、橋臺變位損壞等消極現(xiàn)象，嚴重時還會引發(fā)工程事故，不利于我國公路工程建設與發(fā)展?；诖耍瑸樘岣吖饭こ藤|量，探析公路設計中軟土地基設計方略顯得尤為重要。

1 公路設計中軟土地基設計原則

1.1 穩(wěn)定性

軟土地基設計時需率先考慮其在公路施工建設中的穩(wěn)定性，地基不因施工機械、填筑荷載、交通荷載等條件受到損壞，涵洞、橋臺、擋土墻及沿線設施等構筑物不因軟土地基設計情況而發(fā)生形變。這就需要在公路設計時充分考慮軟土地基沉降量，要先填筑路堤再修筑構筑物，若同時施工需根據(jù)持力層進行設計，避免出現(xiàn)大幅度沉降、位移現(xiàn)象。為提高軟土地基設計穩(wěn)定性需根據(jù)行業(yè)標準控制工后沉降，以二級公路為例，涵洞、通道處工后沉降應≤0．3m，一般路段應≤0．5m，橋臺及路堤相鄰處應≤0．2m[1]。

1.2 契合性

為保障公路設計中軟土地基設計效果達標需做好管理工作，確保施工條件、道路條件、地基條件與施工目的、要求、特點相契合，在軟土地基設計措施中予以體現(xiàn)，使軟土地基處理措施與設計需求一致。為增強管理與設計契合性，在解決規(guī)模大、工況復雜軟土地基設計問題時，需在規(guī)設管理措施后加以試驗，在施工前選取現(xiàn)場典型路段踐行設計方案，觀測沉降量、穩(wěn)定性，為管理措施靈活調整提供依據(jù)，使軟土地基設計方案得以修正，為提高公路施工質量奠定基礎。

2 公路設計中軟土地基設計勘察

2.1 明確勘察內容

勘察是了解軟土地基實際情況并開展設計工作的先決條件，這就需要施工單位從以下幾個方面出發(fā)加強踏勘：第一，施工地區(qū)水垂直向、平向均勻性；軟土地基成因、分布規(guī)律、地層條件、夾砂特征、薄層理；基巖起伏、埋深。第二，結構破壞對公路變形及強度帶來的影響；固結歷史；水平應力。第三，微地貌形態(tài)；坑穴分布；填土性質；暗埋塘。第四，在沉井、打樁、工程降水、支護、回填、開挖過程中軟土應力強度、狀態(tài)、壓縮性。

2.2 勘察要求

為保障軟土地基設計勘察滿足公路設計需求應在設計經(jīng)驗加持下立足實際規(guī)設具體要求：第一，結合微地貌形態(tài)合理選擇觸探方法，以地下有坑穴、塘、溝為例，可選擇輕型動力觸探手段，保障地表結構安全穩(wěn)定；第二，合理選擇勘探點，尤其在土層條件較為復雜情況下需追加勘探點，旨在全面掌控軟土地基數(shù)據(jù)信息；第三，原位測試與鉆探取樣方法聯(lián)合應用，用薄壁取土器采樣，用十字板剪切試驗、靜力觸探等手段進行原位測試。

2.3 總結勘探成果

通過勘探及蠕變實驗、直剪試驗、十字板剪切試驗、動三軸等試驗統(tǒng)籌數(shù)據(jù)信息，根據(jù)變形計算得出回彈指數(shù)、壓縮指數(shù)、固結系數(shù)、固結壓力、壓縮系數(shù)等參數(shù)，在此基礎上得到如下勘探成果：第一，孔隙比、容量、含水量、顆粒組成、塑限、液限等物理指標；第二，固結系數(shù)、壓縮系數(shù)等力學指標；第三，側壁摩阻力；第四，地基承載力；第五，地下水位。在得到勘探結果后為軟土地基設計提供依據(jù)，保障設計結論科學有效[2]。

3 公路設計中軟土地基設計方略

3.1 根據(jù)地質條件開展設計活動

施工單位遵循因地制宜、實事求是理念在現(xiàn)場進行地質勘察，勘察后明晰地基土力學性質、孔隙水壓力、透水層位置、持力層傾斜情況、軟土層厚度、地質成因等客觀因素，使工作人員可掌握一手數(shù)據(jù)信息開展設計活動，確保設計結果在施工中具有可適性。

3.2 判定地基是否需要處理

在掌握地質條件相關數(shù)據(jù)信息后施工單位根據(jù)沉降量、穩(wěn)定性、承載力、工程費用等因素判定是否需要處理，并根據(jù)判定結果進行設計。其中，軟土地基穩(wěn)定性分析可采用簡單條分法、有限元法、宮川法、畢肖普法等。沉降計算可從瞬時沉降、固結沉降、次固結沉降角度出發(fā)加以分析，確保沉降量計算結果精確，為提高公路工程路基穩(wěn)定性奠定基礎。

3.3 依據(jù)公路工程建設實際情況合理選擇處理方法

依據(jù)公路設計標準、地質條件、軟土地基處理方法的原理、經(jīng)驗成果擬定若干處理方案，從經(jīng)濟性、工期、施工難度、可行性、工程環(huán)境等角度出發(fā)選擇最佳處理方法。例如，針對空隙較大、施工面積較大且含有軟弱黏性土層的軟土地基可采用強夯法，利用設備向地面?zhèn)鲗_擊能，土層受沖擊波影響孔隙壓縮，在強夯點周圍形成排水通道，土中孔隙水被排出，迅速固結土層。采用強夯法土層壓縮性可縮減200%--1000%。

3.4 針對細節(jié)加以優(yōu)化

公路設計中軟土地基設計核心是地基處理，沉降量與穩(wěn)定性是設計基礎，設計目的是保障路基安全穩(wěn)定，地基加速排水并固結，減小地基沉降量。在此過程中施工單位容易忽視成本問題、工藝問題、管理問題等，這就需要施工單位針對軟土地基設計細節(jié)予以優(yōu)化。例如，在選擇化學加固法處理軟土地基時，施工單位需綜合考量注漿、旋噴柱、粉噴樁、硅化法、水泥土攪拌等主要加固方法給路基帶來的影響，在解決軟土地基問題前提下對比分析選出成本投入最佳的方法，同時應制定配套保障性措施，維護施工現(xiàn)場安全，使軟土地基設計方案更為完善[3]。

4 結語

綜上所述，為提高公路工程施工設計質量，施工單位需重視軟土地基問題，從穩(wěn)定性、契合性角度出發(fā)設計軟土地基施工方案，做好軟土地基設計勘察工作，確保設計結果科學可用。根據(jù)公路工程地質條件開展設計活動，統(tǒng)籌一手數(shù)據(jù)信息判定是否需要處理，依據(jù)公路工程建設實際情況合理選擇處理方法，針對細節(jié)加以優(yōu)化，改進設計方案，確保軟土地基設計質量得以提高，旨在落實公路施工建設目標。