张连营
中国市政工程西北设计研究院有限公司 天津市 300000
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
引言
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，则必须结合车辆组成、及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案。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桩或水泥搅拌桩方案。
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解放道与三合道之间，工程设计全长约1550米，其中下穿隧道段长度约899.171米；地面道路红线宽40米，长度约为1550米；隧道顶面段为双向四车道，隧道外路段为双向六车道；隧道内车行道设计车速为40km/h。隧道内设计为双向四车道，进出两侧地下车库路段拓宽至双向八车道；全长801.0m。采用单箱双室矩形框架断面。U型槽最大埋深8.36米，闭口段最大埋深13.3米，平均埋深6.6米；最大覆土厚度3.7米。南北车库联络道采用单箱双室矩形框架断面，断面总宽度12.7m，总高度3.57~4.25m。底板与隧道主体结构或车库出入口顶板结合为一体。
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、淤泥质粉质黏土和素填土。其中，淤泥、淤泥质粉质黏土是由于海积造成，呈褐灰色，流塑，含有机质及贝壳碎片，土质不均，局部夹粉土薄层，属高压缩性土，普遍分布。力学性质较差，厚度在3.4-20.98m范围内，是软土;素填土则是黄褐色，可塑~软塑，成分以黏性土为主，偶见碎砖渣，填垫时间不足十年，力学性能较差，厚度在0.3-1.4m范围内。
3.2处理方案
本次项目在软基处理中，隧道段区域处理淤泥深度大多超过20m，是深厚软土层，并且隧道与两侧地下车库、车库与车库之间互相连通，在选择地基处理方案中需要尽量将后期沉降减少，尤其是要尽量降低结构物之间的不均匀沉降，以确保结构稳定性。[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：地面道路软土深度在3m范围内的浅层路段，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，选择换填山皮石等具有较高透水性材料的方式。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：隧道段处理深层软基。在处理深层软基过程中，可采取CFG桩、水泥搅拌桩或钻孔灌注桩等。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，项目所在地区应用效果不佳。
⑵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，考虑到隧道U型槽段及两侧地下车库均采用了钻孔灌注桩基础，若隧道段采用水泥搅拌桩处理，则隧道、U型槽及地下车库之间易产生不均匀沉降，难以达到设计要求。
⑶钻孔灌注桩。灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在期内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。在应用中具有承载力能力高，施工方便，工期短、施工时无振动、无地面隆起或侧移，对周边建筑物危害小，使用范围大等优点。为了提高隧道基底承载力，控制隧道不均匀沉降，可在隧道基础设置钻孔灌注桩，形成复合地基，对基底进行疏桩减沉，以调节隧道沉降量和不均匀沉降。
3.3方案确定
在隧道段深层软基处理中，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，考虑到周边构筑物与隧道段互相连接，需尽可能降低隧道本身及隧道与构筑物之间的不均匀沉降，不建议采取水泥搅拌桩施工技术。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，但是，对现场施工技术与施工工艺要求较高，项目所在地区应用效果不佳。本次方案隧道段为了提高隧道基底承载力，控制隧道不均匀沉降，采用了承载力能力高，施工方便，对周边建筑物危害小且与周边构筑物路基处理形式一致的钻孔灌注桩。
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、地质情况及项目自身特点等，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.