鄧珍旺

（福建省交設工程咨詢有限公司，福建福州350004）

0 引言

道路屬于三維帶狀結構物，其沿線區(qū)域常有不良地質情況存在，如淤泥地層等，故在設計過程中，應科學合理地選擇加固措施，防止道路發(fā)生大面積不均勻沉降。因此，挑選經濟、合理的加固處理方法是軟土路基設計的核心內容。

1 工程概況

漳州益民路北段工程位于漳州市薌城區(qū)北部，總長約0.98km，城市次干路，路面結構為瀝青混凝土，道路紅線寬度為40～60m。本工程道路部分路段在既有古塘路上加寬、加高處理。

1.1 軟土路基情況

本工程道路樁號范圍K0+011.5～K0+260 段原為魚塘，經地勘顯示為淤泥路段。該土質呈深灰色，流動性與可塑性較強，由黏土顆粒與粉末顆粒組成，其中也含有部分腐殖質與貝殼碎片，干強度中等，具有較強的韌性，經勘察試驗測得該土質含有約9.5%的有機物成分。同時該地層分布較為不均勻，深度為3～8m，平均層厚為5.6m。經初步測算，若不進行軟土路基處理，其工后沉降預計達到57cm，不滿足規(guī)范沉降量要求。

1.2 古塘路現(xiàn)狀情況

古塘路原為城市支路，紅線寬度12m，雙向兩車道，服務于古塘村交通，主要以居民小客車為主。該道路經過魚塘淤泥路段時采用水泥攪拌樁進行處理，水泥混凝土路面，目前該道路服務時間已近12年，路基沉降不均、路面凹凸且破損嚴重，在進行路面勘察時，發(fā)現(xiàn)很多樁身發(fā)生了推移和擠斷。同時，現(xiàn)場地形的調繪發(fā)現(xiàn)原路基中線左側臨塘段已出現(xiàn)滑坡，導致坡面隆起。

2 道路軟土路基沉降影響因素

2.1 填土壓實度

根據《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30—2015)填方路基的壓實度不得低于90%（最低等級道路），因此填土模擬壓實度的取值分別為0.90，0.92，0.94，0.96，0.98。對不同壓實度情況下的軟土路基沉降量使用Logistic 函數(shù)完成計算結果回歸分析，從而使路基壓實度對沉降變形帶來的影響得到客觀的評價，其具體情況如圖1所示。

圖1 各壓實度下路基最大沉降圖示

由圖1 可得出，道路軟土路基的沉降量受壓實度的變化而影響，壓實度增加，沉降量會降低。當路基施工壓實度增加到98% 時，路基的沉降量就會減小到5.4cm，其減少比例達38% 左右；填土的壓實度低于0.94 時，軟土路基的最大沉降量會伴隨著壓實度的提升而表現(xiàn)出快速下降的趨勢，究其原因為在道路路基壓實度增加的過程中，填料的壓縮模量和抗剪強度會隨之提高，使得路基的可壓縮性降低，整體穩(wěn)定性提高，故而路基的沉降變小[1]。

2.2 填土速率

在模型其余計算參數(shù)不變的情況下，詳細論述填土速率對軟土路基最大沉降帶來的重要影響，其填土速度為lm/10d，lm/5d，lm/2d。使用Logistic 函數(shù)回歸分析沉降量與填土速率之間的關系，其相關性與擬合要求一致。

計算結果顯示，在填土速率降低以后，軟土路基監(jiān)測點的沉降量也會變小，造成這種情況的主要原因為：填土速率比較慢，在路基填筑施工結束后，土體充分固結，隨著超靜孔隙水壓力變小、孔隙體積壓縮，導致路基可壓縮性隨之減小。然而，在軟土路基施工的過程中，不能因沉降變形降低，而對填土速率進行無底線的減小，這會給整個施工工期帶來嚴重的影響，所以，在軟土路基施工的過程中，填土速率的預測，通常會采取沉降監(jiān)測數(shù)據來完成預測任務[2]。

3 路基處治設計

3.1 計算復合路基參數(shù)

在調繪現(xiàn)場滑動面以后，通過GEO-SLOPE 軟件完成建模。首先確定滑弧剪入口和剪出口的位置，安全系數(shù)擬定為0.95，對復合路基力學參數(shù)實施反算，結合該地區(qū)的實際情況，最終決定使用簡化Bishop 法計算。各層物理力學參數(shù)計算取值的具體情況詳見表1。

表1 各層物理力學參數(shù)計算取值

通過建模計算得出，由于其復合路基力學參數(shù)較差，大部分的水泥攪拌樁都已經破壞和失效，因此反算參數(shù)基本合適，以后使用反算參數(shù)計算具有較強的可行性。

3.2 比選方案

該路段的特點是軟土路基較深、填土高度較高，軟土和硬土的分界面呈現(xiàn)傾斜的趨勢，因此使用以下處理方案，詳見表2。

表2 處理方案

從表2 中可以看出，管樁+整體式托板方案的經濟性較差。由于工程道路沿線民房較多，如果采取強夯置換碎石墩，就會對居民生活影響大且出現(xiàn)較多的安全隱患。設計期間經與建設單位溝通，本項目施工工期相對充足，因此結合造價因素本次選擇使用反壓護道+固結排水處理辦法[3]。

3.3 設計推薦方案

第一，古塘路原水泥攪拌樁已被剪切破壞，大部分已失效，因此考慮布設塑料排水板在原水泥攪拌樁中間。

第二，采用塑料排水板加寬路基，在全斷面路基的范圍使用等載預壓，路基兩側使用反壓護道壓腳，護道的高度和寬度均設置為5cm。塑料排水板的板長、板間距和路基填土高度設計為等邊三角形。板間距的長度設置為1.5cm，原狀場地需要處理平整并設置雙向2%的橫坡，方便填筑砂礫墊層，在砂礫墊層上面還需要鋪一層土工布，墊層與邊溝在兩邊排水口連接的部分不設置防護措施[4]。

第三，同時在墊層頂部增設兩層土工格柵，兩層格柵的接縫間距為0.5m，以使路基整體的穩(wěn)定得到保證。

3.4 建模計算

在驗證方案可行性時，使用GEO-SLOPE 軟件完成建模，在計算時，使用的主要方法為簡化Bishop 法。在實際填土加載時，全部按照25cm 一層的設計標準完成模擬，為了使工況分類簡化，本文主要研究五種工況的相關信息。對于所有的工況來說，淤泥層、黏土和人工填土的力學參數(shù)保持不變，使用固結法理論計算原復合路基參數(shù)和反壓護道下的復合路基參數(shù)，具體情況詳見表3。

表3 物理力學參數(shù)計算取值表與穩(wěn)定計算結果

此路段通過使用塑料排水板進行處理達到了預期的效果，原來的軟土路基中的水分，現(xiàn)在可以通過排水板進入底部砂礫墊層。砂礫墊層外設置的2%橫坡，可以將水分別引入兩邊的排水溝中，然后排出。這種施工處理方法不僅使軟土路基中的含水量大大降低，還進一步降低了軟土路基路面的沉降量，從而使得路堤整體的穩(wěn)定性更好。

4 結語

對于軟土區(qū)域的路基來說，在遇到連續(xù)不利工況時，受填土高度較高、結合面傾斜、軟土分布不均等因素的影響，易發(fā)生路基失穩(wěn)事故，因此在設計和施工的過程中，要高度重視做好施工監(jiān)督管控工作。同時，在設計工作中應結合具體工程實況，采取對比分析經濟和技術等策略，找出不同處治措施的最佳適用性，為工程施工的可操作性奠定基礎。