城市道路设计中软基处理方案的选择

李剑飞

【摘要】本文主要探究城市道路设计中软基处理方案选择。研究过程中，从道路软基处理方案概述切入，分析方案选择过程及选择原则，以某城市道路为例，探究实际工程中软基处理方案选择措施，以期为相关工作者提供参考。

【关键词】城市;道路设计;软基处理;方案;选择

城市道路作为我国城市重要基础设施，在社会发展建设中具有重要作用，其建设质量与水平已经成为民众关注重点。而路基设计作为城市道路核心内容，处理软土路基是工程中常见问题，想要将软土地基处理好，则必须结合车辆安全形势、城市道路设计寿命等，选择合理软基处理方案，进而提高城市道路设计有效性，满足我国交通发展需求。

1、道路软基处理方案概述

1.1方案选择

设计单位通常是结合工程地质勘察报告了解软土地基，设计过程中提出加固方案，经由建设单位组织专家及参建单位讨论后确定。在工勘报告中，分析了软弱土层容重、含水量、固结系数、液性指数、承载力、渗透系数等特征，通过现场调查踏勘的方式对湿软土层成因进一步调查，结合工程情况，以确定加固地基目的是提高承载力，稳定路基，还是控制路基沉降，进而制定加固软基的方式。软基处理方法较多，不同软基其加固目的与天然条件不同，所选加固方法也不同，无论是建设单位还是设计单位，均需要通过仔细比较方案，或通过试验后方能明确最终采纳方案[1]。并且，即便软弱土层物理力学特性相同，由于施工布局、道路条件与位置不同，处理方案也会有所不同，切忌盲从行政意图或套用工程案例，如若定错方案，则会造成不必要返工，对企业社会影响与经济效益均会造成影响。

1.2处理原则

结合道路软基处理经验及社会发展情况，其在处理过程中应当遵循以下原则：

⑴根据填筑路基高度、淤泥特性、分布软基深度，选择排水固结法、换填法、加固土桩法等方案，如桥头填土等局部高填土路段，则可以采取CFG桩或粉喷桩方案。

⑵稳定计算运营期安全系数大于1.15，施工期安全系数大于1.10，根据《公路路基设计规范》计算沉降量。

⑶以工程进度层面考虑，尽量不采取真空联合堆载预压法，以工程造价层面考虑，则尽量不应用粉喷桩。

⑷选择处理方案应当保证灵活机动，即便在同一工程中，也不一定需要采取软基处理单一方法，而是应当结合工程项目实际情况与具体要求，综合多种方法，以实现造价效果、工期的最佳组合。

2、工程概况

某城市道路项目处于胜利东路与九龙大道交汇处，其为互通式立交桥，项目由于位于软基深层区域，原本互通式立交桥在多年沉降下，匝道路基产生诸多沉降，且桥梁也出现横向平移的问题，具有失稳风险。所以，结合各部门与专家意见，彻底拆除原立交桥，改建为此交叉口是平面交叉，总道路长度改建后是2.237km，迎宾大道与胜利东路是1.2km，城市主干路，双向六车道，路宽则分别为60m与43m;而九龙大道则是1.025km，城市主干道，双向八车道，路宽是60m。

3、城市道路设计中软基处理方案选择

3.1地质情况

项目在建设之前安排地勘人员详细勘察土地情况，揭露出场地不良土层有淤泥和素填土。其中，淤泥是由于海积造成，呈流塑状灰黑色，饱和，内含有较多朽木、腐殖质与有机质，局部存有砂子，场内分布较多，力学性质较差，厚度在2.1-21.5m范围内，是软土;素填土则是松散灰褐色状态，存在高压缩性，是由砂层、粘性土回填而成，部分是块石、碎石抛填，表面是爆破旧立交桥所形成的残渣，未经过专门压实，成分较杂，分布在场地内部，力学性能较差，厚度在0.4-6.5m范围内，是软弱土。

3.2处理方案

本次项目在软基处理中，区域处理淤泥深度大多超过20m，是深厚软土层，而项目填土不高，需要尽量将后期沉降减少，以确保路床稳定性。并且，项目车流量较大，是主要道路交汇，周围密集建筑，人流量较多，在选择地基处理方案中应当尽量缩短工期，以避免对车流量、居民出行及周围建筑物造成影响[2]。

根据以上地质条件，结合对软基处理方案的要求，初步拟定以下方案：

方案一：软土深度在3m范围内的浅层路段，则采取换填土方式。此种方式主要是清除处理区软弱土层，换填进去稳定性更好地材料，在应用过程中经过对填料的综合比较，选择换填砂砾、碎石等具有较高透水性材料的方式。且其垫层厚度是0.5-3m，厚度如若过大，则取土方量与弃方量均会增加，提高了施工成本。通过应用此方法，能够提高基土抗剪强度，保障其整体承载力。

方案二：处理深层软基。在处理深层软基过程中，可采取复合地基法或排水固结法。具体如下：

⑴CFG桩。水泥粉煤灰碎石桩是石屑、碎石、粉煤灰、砂掺水泥加水搅拌而成，之后以成桩机器制作强度较高的可变强度桩。CFG桩属于低强度混凝土桩，能够发挥桩间土承载力的作用，将荷载向深层土传递，地基土与桩体构成复合地基，即可将地基承载力提高。此种方法优点在于桩体经济效果与技术性能良好，较高的桩身强度能够提高单桩承载力，进而达到符合地基承载需求，且施工挤土敏感位置，以长螺旋钻进行施工，能够最大程度降低挤土影响，但是，对现场施工技术与施工工艺要求较高。

⑵真空联合堆载预压。此方法是在堆载预压与真空预压基础上所发展的加固软基方式，拥有堆载预压与真空预压双重效果。真空预压是减少孔隙水压力将有效应力提高，以抽真空方式形成负压，可缩短加载时间。堆载预压则是增加总应力将有效应力提高在施工中由于真空负压能够让土体发生等向固结，内收变形，不会有剪应力产生，且抵消由于堆载所在造成的向外挤出变形，不会由于填土过快而造成地基稳定性问题，加快工期，缩短填土时间，且不存在弃土。

⑶水泥搅拌桩。以水泥为固化剂，借助机械搅拌作用将软土与固化剂构成拥有水稳性、整体性及一定强度的加固土，进而提高整体地基承载力。在应用中存在地基强度提高显著，无固结时间，造价低、工艺成熟的优点。但是，水泥搅拌桩处理过程中，湿法施工深度不超过20m，干法施工深度不超过12m。并且，受到桩身自身强度制约，在软基处理中搅拌桩填土不易过高，较高填土路段加固后难以达到要求。

3.3方案确定

在深层软基处理中，提出了以上几种方案，对其进行综合分析，以选择最佳软基处理方案，满足施工需求。如下：水泥搅拌桩尽管处理效果显著，工艺成熟，但项目区域中，其淤泥厚度较深，处理平均深度是18m，最大深度达到21.5m，尽管平均深度处于施工范围内，但最大深度已经超过施工范围，不建议采取水泥搅拌桩施工技术。真空联合堆载预压方法，则时间需要在6个月左右，只有达到90%的固结度方可卸载，而项目位于重要交通节点，车流量较多，属于重要民生工程，对于工期具有较高要求，所以不应用真空联合堆载预压法。CFG桩法施工速度快，强度高，对于固结时间无要求，且能够处理超过20m的软土层，拥有显著加固效果，所以项目在深层软基处理中最终选用CFG桩法。

总结：

综上所述，在城市道路软基处理方案选择中，应当结合项目所在地、车流量情况、承载力要求、地质情况等，通过综合分析选择最佳方案，以达到良好处理效果，提高道路承载力。

参考文献：

[1]穆萍.城市道路软基处理方案的选择[J].低碳世界，2019，9（03）：259-260.

[2]劉益良，付旭，刘晓立，殷尧.基于模糊数学和灰色理论的软基处理方案评价效果对比研究[J].施工技术，2018，47（17）：95-99.