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摘要：我国的建筑企业在对高速公路进行施工时，在地基上进行路基土石施工十分常见。但是由于软基路堤的性质十分特别，这导致在进行施工时稍有不当就会导致路基出现沉降的现象，严重的情况下，还有可能导致滑塌现象，因此在施工时一定要做好监控工作。用时在高速公路的运营过程当中，由于路基的消极影响导致公路上发生事故的概率极大增加，这给人民群众带来十分巨大的损失，这表明在进行高速公路的施工时一定要高度重视软基路堤的建设。本文正是从岩土设计的角度来分析如何更好的对软基进行建设，最终实现路堤建设的稳定性。
关键词：高速公路；软基路堤；岩土设计
在高速公路的建设过程当中，软基的处理一直是建设人员十分头疼的一项工作，软基处理的好坏更是与公路施工质量有着十分密切的联系。在进行路堤填筑时，一定要结合现实情况对设计方案做出多次优化，设计方法的不合理甚至会起到消极作用。因此在进行施工建设时，一定要根据公路软基路堤的具体情况来展开具有针对性的施工。以下为高速公路软基路堤岩土设计的相关环节。
1.岩土勘察
建设单位确定好高速公路的建设方案之后，相关人员必须对岩土进行初期的勘察以及详细的勘察。在进行勘察时，岩土勘察大体集中在软土地基这一路段，这个环节的目的是为了获得更详尽、更科学的土质分层以及土壤所涉及到的一系列物理参数。在进行勘察时，工作人员最常采用的是标准贯入试验法、十字板剪切试验法以及锥体贯入试验法，这三种方法能够较为准确的确定粘性土的厚度及其相关性质，在进行试验的过程当中，还必须在不同的粘土深度当中展开孔压消散试验，以此来获得粘土的水平固结系数。在进行岩土的详细勘察时，实验室不仅仅要进行岩土初次勘察所需要的试验，而且还要对软粘土的试样展开固结试验，以此来为接下来的软基路堤的设计提供一个准确的压缩指标以及力学强度系数。
2.地下土层模型
在对软土路基进行分析以及设计之前，岩土的设计者必须对与岩土勘察以及实验成果等有关的数据进行分析与整理，并且将整理的这些数据进行总结，设计出能够指导公路建设更好进行的一个地下土层模型。这一模型能够对土壤依据砾、砂以及粘土等的区别做出物理性分层，从而更好的对工程展开分析。与此同时，还可以根据含水量、力学性能等指标来对粘土做出更为详细的划分，粘性土的二次压缩指标同压缩指标之间一般就有一个固定的比例，为此我们能够通过一个指标得出另外的一个指标，大大节约了时间。但是在充分考虑粘土土质的多边形以及高速公路的空间跨度之后，公路的软基可能会依据历程来设立多个土层模型，通过这种方式来获取更加科学合理的设计方案。
3.路堤坡稳分析
高速公路的路堤的稳定性对于建筑施工质量以及完工之后的正常运营具有十分重要的意义，同样，这一环节更是进行岩土设计最为关键的一个步骤，因此在进行软基路堤的岩土设计时，必须加强对于路堤坡稳的分析工作。
3.1单阶段镇筑施工设计工程
在进行单阶段的填筑设计过程当中，要想实现路堤的稳定性，首先就要对路堤填筑的临界高度进行分析，在进行分析时，一定要额外关注路基横断面的几何设计以及粘土在不排水的情况下的剪切强度。前者的路基顶宽对于临界高度的影响是最大的，总体来说，临界高度会伴随着顶宽的增加而增大，但是在顶宽数大于临界宽度的情况之下，这一因素就不会再产生影响。在现实当中，土质路基填筑高度不宜超过20米，岩质路基不宜超过30米，超过了尽量用桥隧。与此同时，边坡的陡度更是与建设材料有非常大的关系，在计算临界高度的时候通常采用总应力分析法，这一方法是根据剪切程度展开计算的，而抗剪程度则是依靠土壤的塑形指标而修正的数据，进行修正的原因主要是减少剪切试验所带来的剪切速率所产生的影响。
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3.2多阶段填筑设计过程
在多阶段的填筑设计过程当中，在对路堤的临界填筑高度有一个很好的把握之后，就需要分段对路堤进行一个整体的把握。在进行多阶段填筑施工的稳定程度分析时，一定要做好施工建设与沉降程度的分析，坡稳分析必须根据有效应力分析法来进行展开，排水抗剪程度是根据固结不排水三轴剪切试验得出的，试验一般分为三个阶段来逐渐增加固结围压应力，通过得到三个阶段的破坏应力来焦躁有效应力抗剪强度参数。当某一路段的超孔隙水压能根据沉降分析当中粘土的平均固度来进行计算，计算时通常能够采用skeleton这一种计算方法来进行运算，skeleton这一计算方法主要用来研究同性孔隙介质的力学特征，也就是超孔隙水压和路堤荷载存在正比例的关系。
4.路堤沉降分析
影响路堤沉降的因素是多种多样的，这里面不仅仅包含着路面建设材料本身所具有的压缩程度、粘土的即时压缩，而且还包括着粘土的时间性压缩以及粒状土的弹性变形等众多因素。但是在这些因素当中，建筑材料的压缩性的影响性不是特别大，粒状土以及粘土的压缩变形发生的效率非常快，因此对于沉降的影响更是非常小，为此粘土伴随着时间的压缩则成为了影响路堤沉降以及高速公路质量的最为重要的因素。
4.1主固结沉降分析
主固结沉降分析能够运用以为垂直固结理论来展开分析，通过分析获取主固结沉降量由于时间的变化所产生的变化量，一旦完成控制固结度的时间长度大于项目所允许时间长度，这个时候就要采用排水板或者是袋装砂井来进行加速。三维固结理论不仅仅体现出横向固结，更是体现出了垂直固结，与此同时，这一理论也考虑到了其他工具的排水能力。排水板能够按照三角形或者是正方形来分析平面的布点，但是在进行布点分析的时候，必须对一系列干扰因素进行分析，排除干扰因素的影响。排水板的点距应该根据沉降结果来得出，安装的深度最好是恰好击穿粘土层的距离。在确定好安装深度以及平面点距之后，就能够确定主固结沉降的时间曲线。
4.2二次固结沉降
当孔隙超压消散之后，粘性土层通常是一种正常的固体结状物，这个时候土体当中的垂直应力差不多是初始应力与整个路堤承载力的和，通过使用排水板能够帮助高速公路降低完工之后沉降的概率，这一环节的设计一定要与坡稳性分析同步，在保证整个路堤稳定的前提之下，路堤超载填筑的高度与完工之后的沉降量有很大的联系。对于没用进行超载预压评估的路堤所产生的沉降量，能够按照经典二次固结沉降理论来进行测算。
5.岩土观测程序
对于高速公路进行岩土设计的最后一个环节则是岩土观测进行设计，在这个过程当中主要涉及到的仪器包括沉降观测仪器、孔隙水压观测设备以及压力观测仪器等。在进行路堤的施工过程当中，所观测到的数据应该在一段时间之后形成一个报告文件，并及时反馈给建设方，最终在实现路堤稳定的同时，更好的对完工后的沉降进行控制。
结语：高速公路的软基路堤的岩土设计是非常复杂的，做好岩土勘察工作是更好进行岩土设计的一个关键因素。试验人员必须对试验处理之后的科学数据进行完整的保存，以备后续工作的进行。本人认为，要想真正的使高速公路的路堤发挥其应有的效果，就应该对岩土的建设程序进行完善，对施工程序有一个更好的把握。高速公路的路堤在完工之后所出现的沉降的范围必须控制在一个合理地范围当中，最终实现高速公路运营质量的提高，减少后期不必要的成本支出，达到利益最大化，
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论文作者:聂鑫
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/2
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