高速公路路基设计及软土地基处理策略试析

2021-01-22郑嘉

四川水泥 2021年1期

关键词：垫层路基高速公路

郑嘉

规划设计 Planning and design

高速公路路基设计及软土地基处理策略试析

郑嘉

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都 610000）

为了保证人们的日常出行安全，防止人们在高速公路上行驶的过程中出现安全隐患，需要对高速公路路基设计以及遇到软土地基时，进行相关措施的采取，来排除一定的安全隐患，为人们的出行保驾护航，本文就基于现阶段在高速公路路基设计和软土地基的处理中所遇到的问题，以及路基的含义，从加强高速公路路基设计管理，合理处理软土地基的重要性出发，采取相应的措施，解决这些问题，维护我国的交通运输事业。

高速公路；路基设计；软土地基；策略分析

0 引言

随着科技的发展，人们的生活水平也随之提高，为了使现阶段人们的出行安全得到有效的保障，就需要对道路的建造和监管，应该加强力度和提高标准，其中公路路基的设计尤为重要，交通运输事业作为我国的重点行业，需要相关部门和人员予以高度重视。高速公路是交通运输的主要载体，在路基的设计上需要进行管控，在公路路基的设计中，需要了解路基通常是高速公路下的一个天然地层，要想路基达到坚实而稳定的效果，就需要在填方的地段，选择坚实的材料来压实土层，这样才能保证高速公路的稳定性。当修建高速公路时，会遇到软土地基的情况，如果相关的施工设计部门没有处理得当，会对高速公路的路况带来一定的安全隐患，容易导致安全事故发生。

1 公路路基设计的含义

由于道路的土层性质的不同，存在着一定的差异，所以可以根据这些土壤性质，将公路路基分为：黄土路基、软土路基和盐渍土路基，对于这些种类的路基都需要进行排水沟的设计，同时路基设计时需要在道路两边的路肩上加一定的宽度，并且在公路路基设计的时候，需要估计这条道路会出现的车流量，以及可能通过的最大型的车辆种类和重量，特别是当中大型车辆通过时，路基不能出现承重破裂的为，在强度上要达到相关的标准。除此之外，在公路路基的设计前，需要对这个地段的车辆流通量进行调研，对周边的环境进行调研，以及在周边服务区的情况进行了解，综合各种信息，然后才能根据相应的条件设计高速公路的路基，并且这条路基在修建时，对周围的自然环境需要进行勘测，了解这些地段的地质条件，是否满足地基的修建，如果出现不满足的地方，应该采取相对应的措施来解决这一系列的问题。

2 软土地基形成的原因

软土地基形成的原因有很多，其中最为主要的几个因素如下：一是沉积环境的影响，古代的地形沉积对软土的形成有重大影响，包括滨海沉积、相态的变化、湖泊的沉积、河滩的沉积、沼泽的沉积，这一系列的地质沉积因素是软土地基形成的根本原因。第二个原因是物质来源，通过河流或者其它因素将软土物质进行运输，最后在这一地段进行沉积，此外，地下水或者地表水的侵蚀作用也会造成软土地基的形成，水的渗透作用会将原本的土壤侵蚀，从而形成软土地基，软土地基的特点是孔隙较大，并且有较高的含水量，如果遇到大型货车，会将软土地基进行压缩，承重能力差，当遇到重型车辆时会发生变形，软土地基在经过压缩变形后，稳定下来的时间比较久，还可能会出现受力不均衡的情况，从而导致侧向的变形程度较大，对车辆的出行安全有很大的影响。针对这种情况，需要采取相对应的措施来预防这类情况的发生，减少高速公路上的交通事故的发生，排除潜在的安全隐患。

3 现阶段公路路基设计和软土地基处理中的问题

首先，在国家的相关道路管理政策中，存在着较多的问题，这些问题严重影响了道路管理及控制的力度。由于管理制度要求的不严格，导致了很多施工部门在施工过程中偷工减料，眼中只有完成任务，而不注重道路的质量问题，并且相关的监督手段也相对简单，导致很多施工单位浑水摸鱼。除此之外，现阶段，道路施工的技术人员的专业水准达不到相应的要求，施工技术力量相对薄弱，对施工过程中相关参数的计算和控制出现问题，导致整个道路施工工程质量低下，达不到相应的要求。道路施工工程完成后，相关部门的维护措施也相对不够，没有严格的道路养护措施，很容易出现道路毁坏而没有相关部门进行维修的情况，人们在日常出行的过程中发生交通事故的概率也大大增加，所以，在现阶段道路施工工程中，相关的施工部门和监管人员必须要恪尽职守，对道路施工的监督和维护尽心尽力，从而保障广大人员群众的出行安全。

在软土地基处理中，由于相关技术的欠缺，会导致处理事故的发生，因为相关的技术设计人员专业水平上的欠缺，不能提出最合理的解决方案来帮助处理软土地基，这也是当下软土地基处理过程中的主要问题。软土地基的处理主要有以下的目的：为了提高地基的抗压程度，降低地基的压缩变形，增强地基的透水性，让其在防水方面更加出色，并且对地基中的较为特殊的土壤特质进行改良，帮助地基有更好的特性。

4 软土地基处理的方法策略

4.1 严格设计标准

每一处的土壤性质都不一样，将全线软土和软弱土分布的区段进行划分，对桩基础构造物桥台两侧的各三十米进行划分，把它作为沉降的主要控制段，涵洞类的就需要将两侧的各二十米进行划分，作为沉降的主要控制段。并且在设计软土地基的处理方法时，必须要严格设计的标准，对相应的软土地基路段进行实地勘察，了解周围的环境，做出合适的判断，软土地基的设计应该由相关部门进行严格规定，制定严密的管理措施，将标准提升到一定的程度，帮助施工人员能够第一时间发现问题，并且按照相关的设计措施进行改进。

4.2 在软基处的处理方法

首先，对砂垫层的处理，需要严格的标准，砂垫层的材料为中砂和粗砂，这样的材质说明其含泥量不能大于百分之三，并且在砂垫层的宽度设计上需要进行相关的考察，大于路堤的宽度，这样才能保证技术人员在施工的过程中，使用大型机械设备时不会破坏垫层的有效作用，同时也需要在砂垫层的应用过程中，铺设土工格栅，以此来增加整个地基的抗压强度，提高地基的稳定性，还可以起到排水和隔离的作用。

在软土地基的处理过程中，还有土工合成材料的应用，为了在上述的砂垫层的基础上，能够进一步加强地基的抗剪强度，还可以在砂垫层中间铺设一层具有高强度的土工合成材料，形成一种复合体，这种复合体也具有一定的刚度，可以让软土地基在一定程度上能够承载一定重量的车辆，并且可以解决上述所说的两侧压缩较快而出现的差异沉降的问题，能够将重量进行分散，有一定的均匀性，复合体还可以承受很大一部分的拉力，让软土地基的受力变小，使路堤中心点的沉降变得更加缓慢，使差异沉降减少，同时由于土工合成材料中的一些化学物质，可以对软土地基的土壤进行固结，从而加快沉降，让车辆在高速公路上通过的过程中，尽量不发生沉降，从而保证车辆的驾驶安全。

除此之外，在软土地基处理过程中，需要添加排水系统，地下水的渗透不仅会加速软土的侵蚀，还会让地表出现裂缝，这给人们的行驶安全带来了很大的隐患，并且由于下雨天的原因，雨水的积累也会导致地基的弱化，这样一个长期的过程，会逐渐让地基出现一种软化的情况，使软土地基在之前的基础上，抗剪程度更差，当一些大型车辆通过时，软土地基很大可能会出现下陷情况，所以，在软土地基周围必须修建排水系统，同时还要利用路堤填土进行预压，预压操作可以使软土地基的总沉降量在不减少的同时，将压缩量都提前控制，让后期车辆行驶的过程中，不会发生很大的软土地基沉降作用。

4.3 利用灰土进行加固

灰土可以在一定条件下形成胶体凝聚，对软土地基有一定的加固作用，所以，可以在软土地基处利用灰土进行加固。灰土就是石灰与土壤按照一定的比例进行调试，当他们综合时，里面的化学成分会相互吸附，形成一种较为坚固的物质，并且随着时间的推移，这种坚固物质的固化作用会得到提升，软土地基的强度也会相应增加，从而提高了软土地基的承载能力，并且可以利用灰土挤密桩，利用打入的钢套管，在软土地基上进行打孔，再填入灰土，再进行夯实，这样就可以在一定程度上降低基础地面所承受的应力，同时也能够防止软土地基在大型车辆通过时会产生较大的压缩变形和湿陷性，原来地层所承受的力也会减小。灰土挤密桩的设计过程中，也需要遵从一定的原则，其挤密桩的桩径，每两个挤密桩的桩距和排距都需要一定的计算，才能达到最好的固化效果。

5 高速公路路基设计措施

5.1 对从事公路工程施工的技术人员进行定期培训

为了从技术人员的层面减少道路施工过程中的不足，企业或者相关的部门必须每隔一定的时期，对从事道路施工技术人员进行一定培训，提高技术人员们的施工专业水平，提升他们的职业道德素养，培养他们踏实、吃苦耐劳的精神，强调施工过程中的每一个小细节都具有重要性，并且在培训结束后，需要对技术人员们进行合理的考核，从而判断他们是否能够达到道路施工的技术标准和职业修养。这种方法不仅能够从根本上加强道路的稳定性，同时也能够提升技术员的水平。同时，要求对技术人员进行“以人为本”的道德培训，让这些技术人员从人们的生命财产安全方面去思考问题，了解公路施工质量出现问题的严重后果，对人们和家庭将会造成的影响，从而提升技术人员的品质和职业素养。

5.2 在道路施工原料的选取上加强监管

经过上述的原因可以进行分析，为了保证道路施工工程能够顺利进行，在原材料的选择和使用上必须加强管理，防止出现使用劣质材料进行道路施工的现象，具体的做法有：在对相关的道路施工材料采购部门进行监管的同时，需要制定严格的惩处机制，让相关人员能够提高警惕，不能触碰底线。只有在原料的选取上加强了监管，才能够保证在施工过程中的质量。

在进行公路工程施工管理过程中，要结合公路工程的具体实际情况，根据不同施工工序特点，并且严格遵守道路施工所签订的合同，对施工过程中的每个工序和管理控制制定适当的方案，严格要求按照工程技术控制程序进行工程质量自检。

5.3 高速公路路基设计过程中的防护

地基的高度影响着高速公路的质量，所以在高速公路路基的设计中需要进行一定防护。在修建公路路基时，需要考虑公路附近河流的影响，通过计算河流的最大流量，来修建相对应的排水沟，以及对应的隔离带，排水沟和隔离带的宽度和深度也需要达到防护的要求。除此之外，公路路基的边坡防护问题也十分重要，为了预防山体滑坡和泥石流等自然灾害，需要在边坡选择时，参考路基的高度进行判断，如果设计的路基高度较高，以及选取的边坡坡度较小，就会在边坡的设计过程中占用大量的土地资源，造成资源浪费，同时坡度如果过大，又有可能引发山体滑坡等自然灾害，所以需要选择恰当的坡度和高度，需要在一定的程度上达到一种匹配。

在日常生活中，可以看到大多数的公路两旁都有防护网，这些防护网可以抵挡一些碎石的掉落，从而对路基造成一定的伤害。同时，在修建路基的过程中，可以在道路两旁也多种植一些植被，这样可以在一定程度上防止水土流失，对防护网也起到保护的作用。