荣银奎
湖州交通规划设计院 , 浙江省 湖州 313000
摘要：湖杭高速公路采用《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）中的双向六车道高速公路标准，设计速度120km/h，路基标准宽度34.5m。为适应国家现代化建设的需求，对公路建设提出了高质量发展的要求。对软土地基的允许工后沉降和沉降差提出了较高的要求，本文结合湖杭高速公路设计实例对软土地基处理技术及其应用。
关键词：特殊地基；公路设计；应用
1软土地基的特点
项目位于杭嘉湖平原区。路线经过的地段存在的特殊路基主要有砂土液化、水（鱼）塘路基、软土地基等。
路线鱼塘密布，底部为塘泥，流塑-软塑状，厚度0.5-1.5m等；其下分布两层软土层，以淤泥质粉质黏土为主，流塑状，上层淤泥质土分布不稳定，部分路段缺失，揭露最大厚度约8ｍ,下层淤泥质土厚约8～20m，部分路段厚度变薄；中部分布厚层冲湖积可塑状粉质黏土，冲海积中密状粉土、粉砂及软塑～可塑状粉质黏土等。
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特殊路基包括特殊土路基、不良地质路基和特殊条件下路基。特殊路基设计应考虑地质和环境等因素对路基的影响，以及这些因素的发展变化规律，路基病害整治应遵循一次根治，不留后患，安全与经济并重，兼顾景观原则，通过综合技术经济比较，因地制宜，采取合理的整治方案和有效的工程措施。
2设计标准
2.1沉降控制标准
根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），本项目沉降控制标准：一般路段工后沉降不大于30cm，通道、涵洞与路基相邻路段工后沉降不大于20cm，桥台与路基相邻路段工后沉降不大于10cm。
2.2稳定安全系数
软土地基的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，有条件时也可采用简化Bishop法、Janbu普通条分法。在路堤填筑期按原地基进行分析计算；在运营期，考虑地基强度增长，采用固结强度指标进行分析计算。
3 特殊地基处理方法
3.1浅部饱和粉土、砂土地震液化
不良地质土层分布，上部为冲海积粉土、粉砂，松散～稍密，由于黏粒含量不均，局部存在砂土液化。针对原地基土易出现液化的情况，设计中对可能液化路段，提高路基填土不小于1.5m，并要求路基范围内原地基表层应采用静力式光面钢轮压路机进行碾压，避免震动碾压引起地基土的液化。
3.2水（鱼）塘路基设计
沿线水(鱼)塘密布,塘底有厚度约0.5~1.5m的淤泥，其压缩性大，土质指标差，大部分路段淤泥层底部与软土层贯通，针对淤泥及下伏软土层主要有清淤换填及就地固化处理两种方案，设计中两种方案结合填土高度及淤泥厚度因素而定。
3.1.1清淤换填方案
清淤换填方案是挖除表层淤泥及下伏软土层后，换填适合的路基填料。
3.1.2 就地固化处理方案
就地固化处理方案是一种利用固化剂对淤泥等土体进行就地固化处理，使土体达到一定强度，固化剂类型采用粉剂或浆剂，主要成分包括水泥、粉煤灰、矿渣微粉以及少量稳定剂，具体配比根据室内试验并结合现场试验确定。
3.2软土地基处理
3.2.1薄层软土路段方案比选
软土层厚度较薄（土底板埋深<3m）不需要进行预应力管桩或水泥搅拌桩处理。采用淤泥就地固化设计方案，能够实现工程废弃土体的零排运，降低运输及堆放对环境的影响；无需开挖工作，减少对周围建筑物的影响；无硬壳层地区可快速形成硬壳层；资源的循环利用，节能环保工艺，结合本项目特点，设计对薄层软土路段推荐采用就地固化技术。
3.2.2 中等及深厚软土路段
中等及深厚软土路段过水（鱼）塘路段，的淤泥处理采用了清淤换填及就地固化的方案比选：
①软土层厚度较厚，需要进行预应力管桩或水泥搅拌桩处理。清淤换填方案挖除表层淤泥层后，填筑一定厚度的素土满足水泥搅拌桩及预应力管桩等桩基设备对地基承载力的要求，在素土顶面开始进行软基处理，计算模型如下图。
②就地固化方案对表层淤泥层及部分厚度下伏软土层进行就地固化，水泥搅拌桩处理路段固化厚度为1.0m，预应力管桩处理路段固化厚度为1.5m，在固化层顶面进行软基处理，管桩或搅拌桩长度相对于清淤换填处理情况下短。
在软土10m、20m深情况下对不同填高采用管桩处理的造价对比结果如下图：
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从图中可以看出不同软土深度、不同填高情况下就地固化与清淤换填造价差异基本在10%以内。结合本项目软土区水（鱼）塘特点并综合考虑施工难易程度和环保等方面，设计采用就地土体固化技术对塘底淤泥就地进行就地固化处理，以便快速形成硬壳层，满足水泥搅拌桩及预应力管桩等桩基设备对地基承载力的要求。
① 中厚层软土（软土层底埋深3~10m）
一般路段，填高<5m时，浅层固化（1m）+水泥搅拌桩+等载预压；填高≥5m时，浅层固化（1.5m）+管桩+欠载预压；
桥头路段，浅层固化（1.5m）+管桩+等载预压。
② 厚层软土(软土层底埋深>10m)
一般路段及桥头路段均采用浅层固化+管桩+欠载预压
4动态施工观测及加载速率控制
设计采用沉降板进行沉降观测。路基填筑速率关系到路堤在施工中的稳定性，根据地质勘察资料，地基表层为厚层冲海积亚砂土、粉砂层，状态松散～稍密，性质较差。根据费伦纽斯公式估算路基极限填土高度：。
考虑到本项目表层无硬壳层路段均采用就地固化处理，结合工程地质物理力学指标统计表，取c=13kPa，则H=3.4m。设计采用两种平均加载速率：当路基填筑高度在3.4m以内时，按正常情况进行分层填筑压实；当路基填筑高度大于3.4m时，可按0.25m/7天速率进行填筑。填筑过程中如发现沉降速率超过1.5cm/天时，应立即停止加载并进行连续观测，必要时采取卸载等措施。
结束语
软土基地类型多样，软土地基处理技术经多年完善和发展也已变得越来越成熟。实际施工中，地基处理技术需在考虑软土地基类型的基础上结合工程要求及施工实际来选择，以确保地基建设质量为根本出发点确定切实可行的地基处理技术。唯有这样，方能在最优人力、物力、财力基础上构建出最优质量的公路路基。
参考文献：
[1] 龚晓南. 复合地基设计和施工指南[M]. 北京： 人民交通出版社， 2003.
[2] DB33 DB 33/T 904—2013 公路软土地基路堤设计规范 浙江省地方标准 2013.