本文將介紹在工程中應(yīng)用的路堤設(shè)計(jì)原理、軟土地基處理方法及EPS輕質(zhì)路堤設(shè)計(jì)方法。 　　 　　1.引言 　　軟土在工程領(lǐng)域?qū)儆诓涣嫉刭|(zhì)，由于其抗剪強(qiáng)度低、含水量高、滲透性小、孔隙比大、壓縮性高、觸變性等特點(diǎn)，使得軟土地區(qū)的高等級公路建設(shè)發(fā)展緩慢，所以軟土地基路堤設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)乎軟土地區(qū)發(fā)展的重大問題。結(jié)合大量的軟土地基路堤處理的實(shí)例可知，軟土地基路堤設(shè)計(jì)的主要目的是：滿足穩(wěn)定設(shè)計(jì)要求，滿足沉降設(shè)計(jì)要求，路堤填筑速度和工期控制，處治方案設(shè)計(jì)及方案優(yōu)選，施工條件、機(jī)具、材料的控制與選擇。對于軟土地基處理方法的選擇，應(yīng)該根據(jù)地基處理的目的、緣由，按工程的實(shí)際情況（天然地基的形狀、大小、所設(shè)計(jì)公路的標(biāo)準(zhǔn)、所建工程對周圍環(huán)境的影響等），有針對性的選擇符合規(guī)范要求、造價(jià)合理的方案。以下將從軟土地基路堤設(shè)計(jì)原理方面進(jìn)行介紹。
　　2.路堤的穩(wěn)定驗(yàn)算及沉降計(jì)算
　　荷載加到地基上后，地基內(nèi)部將相應(yīng)的產(chǎn)生變形與應(yīng)力。在地基設(shè)計(jì)中應(yīng)對荷載所引起的變形給予高度的重視。前面我們已經(jīng)提到了，軟土地基有著壓縮性高、滲透性低的特點(diǎn)，所以固結(jié)變形的時(shí)間持續(xù)的較長，荷載加到地基上以后，地基會相應(yīng)的出現(xiàn)沉降量過大，并且地基的抗滑穩(wěn)定性會出現(xiàn)不足，這樣的結(jié)果是不僅會使道路的實(shí)用價(jià)值大大降低，還會使修筑完成的路堤造成損壞。綜上所述，在設(shè)計(jì)軟土地基路堤的工程中，必須考慮軟土地基的沉降以及抗滑穩(wěn)定性的驗(yàn)算。不過，工程實(shí)際中兩者又有著十分復(fù)雜的關(guān)系，按照當(dāng)下的計(jì)算方法是將兩個(gè)按古典力學(xué)的方法，進(jìn)行單獨(dú)核算，而把固結(jié)度的計(jì)算與路堤填筑高度隨沉降的變化和穩(wěn)定的計(jì)互相的結(jié)合起來，這樣就把兩者的計(jì)算相互聯(lián)系起來。
　　2.1路堤穩(wěn)定驗(yàn)算
　　在軟土地基路基的穩(wěn)定驗(yàn)算中，通常采用瑞典圓弧滑動法，在瑞典圓弧滑動法中常用的有，有效固結(jié)應(yīng)力法、改進(jìn)總強(qiáng)度法，條件滿足時(shí)甚至可以采用簡化后的Janbu普遍條分法及Bishop法。
　　2.2沉降計(jì)算方法
　　地基的沉降地基計(jì)算中，課題研究是根據(jù)土力學(xué)的相關(guān)理論來確定的，通常來說，地基沉降按照所發(fā)生的機(jī)理和順序，沉降由三部分組成:荷載加到地基上后，剪切變形的地基會產(chǎn)生相應(yīng)的附加沉降量（瞬時(shí)沉降）S1；由于排水固結(jié)所引起的主固結(jié)沉降S2;當(dāng)固結(jié)進(jìn)行到沉降的后期，變形速率與孔隙水應(yīng)力都很小時(shí)，與時(shí)間的增長相應(yīng)的土骨架蠕變會產(chǎn)生相應(yīng)的沉降S3。
　　3.高等級公路軟土地基處治方法
　　在我國如今的高等級公路軟土地基的處理方案中，應(yīng)用較多的是，墊層及淺層置換預(yù)壓法、深層排水固結(jié)預(yù)壓法和復(fù)合地基處理法等，另外值得注意的是，在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用較多的以EPS輕質(zhì)路堤為代表的輕質(zhì)材料路堤法也是很值得推廣的工程做法。
　　4.EPS輕質(zhì)路堤設(shè)計(jì)
　　在軟土地區(qū)修建道路及橋梁時(shí)，由于路堤的沉降及橋頭的差異性沉降引起工程質(zhì)量問題和使用性能的例子屢見不鮮，所以一定要對軟弱地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。在工程實(shí)例中，出現(xiàn)過因?yàn)檫^度、過快的填筑路堤，從而造成路堤坍塌；或因?yàn)樵诼返躺霞虞d過重，造成軟土層發(fā)生較大的側(cè)向偏移，致使橋臺（墩）樁傾斜，甚至柱身的開裂；這都會嚴(yán)重影響路堤的使用性能、工程質(zhì)量和行車的舒適安全性，況且一旦出現(xiàn)以上事故，所面臨的養(yǎng)護(hù)與維修工作將十分艱巨。
　　為了更好的解決減輕路堤的沉降、保證路堤的穩(wěn)定性的問題，目前日本、歐美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，在路堤工程中尋找了一種輕質(zhì)材料作為路堤填料，它的優(yōu)點(diǎn)是可以減輕路堤的重量、具有足夠的強(qiáng)度、不易壓縮變形。其中新型的材料是EPS（Expanded Polystyrene,發(fā)泡聚苯乙烯）塊體材料，它是一種良好的路基替代材料，是由球珠狀或顆粒狀的聚苯乙烯樹脂添加發(fā)泡劑后所形成的發(fā)泡樹脂。下面介紹其性能及工程設(shè)計(jì)方法。
　　4.1材料特性
　　超輕性，EPS的容重相當(dāng)于砂土的十分之一，相當(dāng)于一項(xiàng)減輕荷載的措施；耐壓性，EPS在彈性范圍內(nèi)的壓縮強(qiáng)度能夠達(dá)到60-140 ，這與填土材料的物理力學(xué)性能、承載力和變形性能相近；自立性，EPS重疊成一個(gè)自立面后，上部受到荷載作用后，側(cè)向的變形特別小，可作為橋臺（墩）或擋土墻的臺背填料，可大幅度的使對構(gòu)造物背面的側(cè)向壓力降低；耐水性，EPS是合成的樹脂發(fā)泡體，內(nèi)部的憎水性獨(dú)立氣泡會使水分難以進(jìn)入材料，最大的吸水量不超過10%；化學(xué)穩(wěn)定性，EPS能較好的抵抗酸、堿、動植物油、鹽類等；施工便捷性，不需大型機(jī)械，受施工現(xiàn)場自然條件的影響很小，施工速度快。綜上特點(diǎn)，EPS可使路堤大幅度地降低地基垂直土壓力及支擋結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力，從而減小軟土地基的沉降量、防止路堤-結(jié)構(gòu)物錯(cuò)臺、防止側(cè)向擠出、節(jié)約資源。
　　4.2 EPS類型及構(gòu)造要求
　　按照斷面的不同EPS輕質(zhì)路堤可分為，梯形斷面結(jié)構(gòu)、直立式斷面結(jié)構(gòu)；構(gòu)造要求是，對EPS塊體材料必須做好坡面防護(hù)工作，有三種方式來進(jìn)行防護(hù)，斜坡式（在其外側(cè)設(shè)置寬度為1.5m到2.0m的包邊土）、重力式擋土墻（設(shè)置重力式擋土墻于EPS塊體外側(cè)）、柱板式輕型結(jié)構(gòu)。
　　4.3 EPS路堤設(shè)計(jì)由一下幾部分組成
　　路基整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基的沉降變形計(jì)算、密度的確定、防撞護(hù)欄的設(shè)計(jì)、地下水位的控制及排水、與土路堤的連接及施工放樣等。
　　整體穩(wěn)定性驗(yàn)算由三部分組成，地基承載力驗(yàn)算、整體抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算；地基的沉降變形計(jì)算采用分層總和法，且取在無側(cè)向變形的條件下的壓縮量；密度的確定應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況決定，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠、造價(jià)合理；防撞護(hù)欄的設(shè)計(jì)，根據(jù)相應(yīng)公路的規(guī)范來決定；地下水位及排水通道的設(shè)置，是影響EPS輕質(zhì)路堤使用質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，必須予以足夠的重視；在處理EPS輕質(zhì)路堤的鏈接問題是，應(yīng)設(shè)置過渡段，以利于EPS塊體的受力于變形保持連續(xù)。
　　5.小結(jié)
　　在軟土地基上修建高等級公路，常遇到由于差異性沉降致使路面變形、路面平整性遭到破壞等現(xiàn)象。又由于軟土地基在我國沿海及內(nèi)陸地區(qū)廣泛存在，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，增大了技術(shù)處理的難度。針對這種現(xiàn)狀，我認(rèn)為應(yīng)該有綜合治理的理念，即地基處理與減輕路堤荷載并行，減輕荷載與修補(bǔ)并行，地基處理與修補(bǔ)并行。即把上述的地基處理、路堤設(shè)計(jì)結(jié)合起來。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]王曉謀.高等級公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù).北京:人民交通出版社.2001.
　　[2]徐澤中.公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù).北京：人民交通出版社.2007.
　�。ㄗ髡邌挝唬禾旖蚴泻ｍ樈煌üこ淘O(shè)計(jì)有限公司300074）

相關(guān)熱詞搜索：路堤 土地 高等級公路 淺議高等級公路軟土地基路堤設(shè)計(jì) 道路地基承載力要求 涵洞地基承載力要求