高速公路软基路堤的岩土设计

高速公路软基路堤的岩土设计

软基路段尤其是高路堤段大幅度不间断的工后沉降始终困扰着高速公路的设计、施工、养护各个方面，这不仅大大降低高速公路的整体运营效率，而且导致后期维护费用的增加。本文着重从岩土工程技术的角度来探讨如何做好软基路段的设计，确保路堤填筑施工的稳定性，并有效控制工后沉降。

1．岩土勘察

高速公路项目在选线阶段应尽可能避开软土地基，但是出于地理位置和经济效益的考虑，尤其是很多地处河流冲积平原的项目，最终的路线方案或多或少会经过软土地基。以选线为目的的岩土勘察通常只限于鉴别土的类型和获取初略的力学性能，勘察现场试验以标准贯入试验(SPT)为主,试验数据主要用于鉴定粒径粗于粉砂的土样的力学特性，对鉴定粉砂性粘土及粘土的力学特性应以十字板剪切试验(VST)为主。在这个阶段，实验室应对采集的土样进行天然含水量测定和粒径筛分试验，对粘性土还需确定液塑限和通过液体比重计法测定粉砂和粘土的含量。

在高速公路几何线型设计基本定型以后，就需要在初期岩土勘察的基础上，进行详细的岩土勘察。在这个阶段，岩土勘察主要集中于软土地基路段，目的是为了获取更详尽的土质分层和准确的土壤工程性能。除了标准贯入试验和十字板剪切试验外，勘察现场试验应采用锥体贯入试验(CPT)结合孔隙水压力测定来更准确地确定粘性土的范围和厚度，在试验过程中应选择在若干深度进行孔压消散试验(PPDT)以获取粘性土的水平固结系数。在岩土详勘阶段，实验室除了完成岩土初勘所要求的所有试验外，还应对软粘土试样进行固结试验和三轴剪切试验为设计提供压缩指标、垂直固结系数和力学强度参数。

2．地下土层模型

在进行软土路基的分析和设计之前，岩土设计者应收集和处理所有从岩土勘察、现场试验和实验室试验中获得的数据，并将这些数据总结成一个可以指导设计的地下土层模型。一个完整的模型应按照深度或高程对地下土壤进行物理分层，分层按砾、砂、粉砂和粘土为主，对粉砂和粘土的划分应以液塑限和锥体贯入试验中孔压反应为根据。为便于工程分析，应根据天然含水量、液塑限、力学性能、剪切波速率等指标对粘性土层进行细分，并根据深度或高程给出粘性土层的天然含水量及液塑限、原始孔隙比、标准贯入试验击数、不排水抗剪强度、排水抗剪强度、超固结比率或先期固结压力、压缩指标或压缩比率、垂直和水平固结系数等等，粘性土的再压缩指标和二次压缩指标基本上与压缩指标成固定比率关系，因此不必单独给出。考虑到粘性土质的多变性和公路项目的空间跨度，一段公路软基可能会需要按里程建立若干个土层模型以获得合理可行的设计方案。

3．路堤坡稳分析