浅谈公路路基设计以及软土地基相关处理

【摘要】：本文主要通过结合一般工程实例，浅谈某公路路基设计特点，且重点分析软土基础设计以及一些处理措施，可供相关人员作为参考。

【关键词】：路基;设计；处理措施

前言

路基设计是公路最基本的组成部分之一。保证公路沿线都具有坚实而稳定的路基，是路基设计的中心任务，路基又是支撑路面的一种土工建筑物，在挖方地段，路基通常是路面下的天然地层；在填方地段，则是填筑起来的压实土层。路基和路面构成了公路建筑的主体。

1工程概况

该公路全长56.6km，路线地处平原前缘，设计标准为双向四车道，设计速度为80km/h，路幅宽度为24.5m。沿线软土广泛分布且较厚，最厚范围为里程K24+100～K36+500（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。

2路基设计

2.1一般路基设计

路基设计组成如下：

1）整体式路基整体式路基宽度为26.0m，其中，行车道2×2×3.75m、硬路肩2×3.0m（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13.0m，其中：行车道2×3.75m、硬路肩3.0m（含右侧路缘带0.5m）、左侧路缘带1.0m、土路肩2×0.75m。

超高方式、设计标高及路拱横坡的具体设置如下：

1）路线平曲线半径小于5 500m时，在曲线上设超高，对于整体式路基，超高采用绕中央分隔带外边缘旋转的方式，超高过渡在缓和曲线内完成；对于分离式路基，超高采用绕各自的行车道中心线旋转的方式，超高过渡在缓和曲线内完成；

2）对于整体式路基，路基设计标高为距路线中心线1m处的路面标高（中央分隔带边缘路面标高），对于分离式路基，路基设计标高为各自行车道中心线处的路面标高；

3）正常路段的行车道和硬路肩采用2%的路拱横坡，土路肩横坡为4%。

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。

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。

填方路段防护设计如下：

1）填土高度小于4m时，边坡采用植草或铺草皮防护；填土高度为4m～6m时，边坡采用三维网植草防护；填土高度为6m～8m时，边坡采用拱形骨架植草防护；填土高度为8m～12m时，分两级边坡，两级边坡分别采用拱形骨架植草和植草防护；填土高度大于12m时，分三级边坡，上两级边坡采用拱形骨架植草防护，最下一级边坡视该级边坡高度采用植草或拱形骨架植草防护；

2）护坡道、土路肩、排水沟外侧至界桩范围均采用植草防护；

3）过鱼塘、水田、菜地路段采用M7.5浆砌片石铺砌护坡或护脚。

路堑挖方边坡防护设计如下：

1）一般土质边坡和全风化、强风化边坡采用植草或铺草皮（边坡坡度缓于1∶1）、挂网植草、拱架植草防护；

2）弱风化、微风化岩质边坡除高边坡采用护面墙外，其余地段均采用喷混植生防护；

3）当采用护面墙时，边坡平台或碎落台种植爬山虎等攀爬植物；

4）碎落台处填筑30cm粘性土，其上植草或铺草皮进行绿化；

5）碎落台和边坡平台设置30cm厚的M7.5浆砌片石或喷射10cm厚的C20混凝土防护（岩石地段），并在边坡平台设置平台截水沟。

挡土墙防护设计如下：

1）在边防公路、中天大道地段，由于直接放坡将侵占边防公路、中天大道，因此在路基右侧设置衡重式、重力式路肩或路堤挡土墙，墙身采用M7.5浆砌片石砌筑，墙底垫层采用C15片石混凝土，片石抗压强度不小于30MPa，墙面用M7.5砂浆勾凸缝；

2）挡土墙与排水沟之间的护坡道铺砌40cm厚的M7.5浆砌片石，片石上填筑30cm的耕植土，并间隔0.5m种植爬山虎。

2.2软土路基处治设计

地基极限高度分析

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。

地基处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1 000N；

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，采用换填处理。

3结语

目前，本工程已建成通车，路基的运行状态和效果均较好。通过本工程的设计经验，建议在软土地基上修筑路基时应尽量控制路基的填土高度，减少荷载对路基的压力，以接近或小于软基的极限填土高为宜。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。