孫艷麗

濟(jì)南至菏澤高速公路位于稻屯洼濕地東半部，K87+000～K90+088約3 km路段經(jīng)過(guò)濕地，距離濕地長(zhǎng)年積水區(qū)約1.5 km。

本文針對(duì)濟(jì)南至菏澤高速公路所經(jīng)路段——稻屯洼濕地試驗(yàn)段的特殊工程地質(zhì)特征，采取清淤換填的處理方式對(duì)試驗(yàn)段的地基進(jìn)行了處理，詳盡的闡述了施工方案和施工過(guò)程，并根據(jù)壓實(shí)情況和沉降情況，確定了拋填材料的壓實(shí)系數(shù)和壓實(shí)遍數(shù);并對(duì)處理后的地基質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)價(jià)。

1 工程地質(zhì)特征

本試驗(yàn)段位于泰安市電力農(nóng)場(chǎng)內(nèi)，左右兩側(cè)分布有兩個(gè)魚(yú)塘，魚(yú)塘間地表種植次生楊樹(shù)林，地表積水深約30 cm～70 cm，表層土層已飽和。右側(cè)為一號(hào)魚(yú)塘，積水深度為4 m～6 m，經(jīng)過(guò)多年浸泡，淤泥深度為80 cm～300 cm。其土層力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

其力學(xué)指標(biāo)表明，該段土質(zhì)呈塑性狀態(tài)，土的承載力較低，壓縮系數(shù)較大，若直接填筑路基將導(dǎo)致路基的不穩(wěn)定性，因而需對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪栽鰪?qiáng)路基的穩(wěn)定性，保證行車(chē)安全。

表1 土層力學(xué)性質(zhì)

2 軟基處理方案

濟(jì)菏高速公路軟基處理設(shè)計(jì)有3種方案:1)當(dāng)H≤3 m時(shí)，采用清淤換填;2)當(dāng)3 m＜H≤5 m時(shí)，采用拋石擠淤;3)當(dāng)H＞5 m時(shí)，采用粉噴樁。但實(shí)際觸探資料顯示，絕大部分軟基深度小于3m，適宜采用全部挖除換填法處理地基。由于拋石擠淤并不能徹底解決工后沉降問(wèn)題，而清淤換填法能從根本上改善地基，不留后患，效果最佳，是最徹底的處理方案，同時(shí)，考慮工期等多方面的因素，濟(jì)菏高速公路軟土深度小于5 m的軟基處理采用清淤換填。

3 施工過(guò)程

3.1 圍堰

首先在K87+590～K87+650段，兩側(cè)用片石混合粘土做圍堰。圍堰內(nèi)側(cè)坡腳位置是距離該段路基坡腳加寬2 m的地方。圍堰頂高出目前水面按50 cm考慮，兩側(cè)邊坡1∶1.5，圍堰頂修筑成向外4%的橫坡，以便于排水。圍堰修筑步驟如下:1)放線:首先采用全站儀將K87+590處路基的坡腳線外2 m的位置點(diǎn)放出，根據(jù)填石的情況隨時(shí)用全站儀將圍堰頂中心位置放出，保證圍堰的內(nèi)側(cè)坡腳距路基邊坡的距離不小于2 m。2)考慮到圍堰頂可兼作施工便道，對(duì)此段圍堰的修筑采用土石混填的方法。拋石以穩(wěn)定基礎(chǔ)，填土用以阻水。片石采用石山爆破料，土方取自取土場(chǎng)。3)填筑過(guò)程:圍堰填筑沿樁號(hào)逐步推進(jìn)，填筑時(shí)先由自卸翻斗車(chē)將爆破的石方填料傾卸倒在K87+590處，由推土機(jī)隨時(shí)向前逐步攤開(kāi)，施工時(shí)盡量先填筑爆破的大石塊，形成穩(wěn)定層后，用土石混填填出水面，用壓路機(jī)壓實(shí)。為便于行車(chē)，圍堰頂面填筑一層碎石料。4)無(wú)水地段便道用風(fēng)化料填筑壓實(shí)，厚度以高出地面50 cm為宜。

3.2 排水

全段圍堰完成后，在K87+590及K87+650處，采用修筑便道圍堰的方法設(shè)置橫向圍堰。修筑橫向圍堰時(shí)，應(yīng)首先挖除橫向圍堰處的淤泥，在挖掘機(jī)范圍內(nèi)清出一段，填筑一段，并逐步向前推進(jìn)，最后壓路機(jī)壓實(shí)。路基坡腳線外設(shè)置寬2 m、深2 m的集水溝。依據(jù)滲水量大小，在集水溝內(nèi)布置潛水泵，用大功率潛水泵將圍堰范圍內(nèi)的水排向路基兩側(cè)。該水淹路段全部施工完成后，將橫向圍堰挖除換填片石。

3.3 清淤拋填

1)拋石寬度為路基底寬每側(cè)加2 m，拋石厚度根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》要求至常水位以上50 cm。2)圍堰內(nèi)清淤順序:清淤根據(jù)排水的實(shí)際情況，盡量排干水后，能夠充分摸清地表情況的前提下進(jìn)行。首先用挖掘機(jī)沿路基中線清淤，清淤范圍向兩側(cè)各5 m，由于此段路基長(zhǎng)期浸泡在水中，土質(zhì)已飽和，地基承載力太低，機(jī)械設(shè)備無(wú)法在工作面內(nèi)展開(kāi)，因此采取清淤、拋填片石同步進(jìn)行，第一層的拋填片石厚度暫按50 cm考慮。根據(jù)地質(zhì)鉆探情況，清淤深度暫按1.2 m考慮，具體深度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定隨時(shí)調(diào)整。沿路基中線清淤完成后，再以拋填片石形成工作平臺(tái)。3)碾壓:清淤完成后，在圍堰內(nèi)完成一層拋填片石，人工找平，并用細(xì)料填充縫隙，厚度約為50 cm，用自重18 t以上大噸位振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)入圍堰內(nèi)進(jìn)行碾壓，直到石塊表面嵌擠密實(shí)，表面大致平整沉降很小時(shí)為止。4)在第一層拋填片石的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二層拋石處理，厚度不超過(guò)50 cm，方法同第一層。由推土機(jī)推平，人工灌縫后，用自重18 t以上的大噸位振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，直至石塊表面嵌擠密實(shí)，表面大致平整不再發(fā)生沉降時(shí)為止。以后逐層進(jìn)行拋石處理，直至現(xiàn)有水面80 cm以上為止。5)頂層做30 cm厚的級(jí)配碎石找平層，并分兩層鋪筑共60 cm的砂礫，壓實(shí)至設(shè)計(jì)壓實(shí)度。

4 質(zhì)量控制

1)分層銜接。施工過(guò)程中每段填筑完畢后填上一層時(shí)留1 m的橫向臺(tái)階，便于相鄰兩段之間的連接。

2)壓實(shí)系數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)情況，選取底層和上層填筑點(diǎn)，測(cè)量其填筑數(shù)據(jù)，并計(jì)算分析得點(diǎn)壓實(shí)系數(shù)和面壓實(shí)系數(shù)。

3)沉降控制。選取試驗(yàn)段代表點(diǎn)(本試驗(yàn)段選取6個(gè))，收集在不同壓實(shí)遍數(shù)下，換填材料的沉降值，以確定壓實(shí)遍數(shù)，控制施工質(zhì)量。根據(jù)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，底層填筑壓實(shí)8遍時(shí)平均沉降3.5 mm，上層填筑壓實(shí)7遍時(shí)平均沉降0 mm。

5 壓實(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)

1)彎沉檢測(cè)?；貜椖Ａ渴潜碚魍粱某休d能力的參數(shù)指標(biāo)之一。通過(guò)貝克曼梁法測(cè)得彎沉值，再計(jì)算土基回彈模量，以表征土基的承載能力;即彎沉值間接的表征了土基的承載能力。碾壓完成后采用貝克曼梁法對(duì)路基彎沉進(jìn)行檢驗(yàn)，每個(gè)段落取13個(gè)點(diǎn)。

2)彎沉分析。依照J(rèn)TG E60-2008公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程計(jì)算代表彎沉值L1為［4］:L1=S。其中，L1為代表彎沉值，0.01 mm;L為實(shí)測(cè)彎沉的平均值，0.01 mm;S為標(biāo)準(zhǔn)差。依照J(rèn)TG E60-2008公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程計(jì)算土基、整層材料的回彈模量E1或舊路的綜合回彈模量(1-μ2)α。其中，E1為計(jì)算的土基、整層材料的回彈模量或舊路的綜合回彈模量，MPa;P為測(cè)定車(chē)輪的平均垂直荷載，MPa;δ為測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車(chē)雙圓荷載單輪傳壓面當(dāng)量圓的半徑，cm;μ為測(cè)定層材料的泊松比，根據(jù)相關(guān)路面設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定取用;α為彎沉系數(shù)，取0.72。由彎沉檢測(cè)結(jié)果可知，換填路基經(jīng)壓實(shí)后，彎沉及路基回彈模量計(jì)算結(jié)果如下:段落1的路基彎沉代表值為142 mm×0.01 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為7.75%，路基回彈模量為131 MPa;段落2的路基彎沉代表值為146 mm×0.01 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為16.4%，路基回彈模量為128 MPa。這表明經(jīng)換填后的路基回彈模量達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，地基承載力滿足了設(shè)計(jì)要求，路基強(qiáng)度是均勻一致的。

6 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)稻屯洼濕地試驗(yàn)段的特殊工程地質(zhì)特征，確定了清淤換填的軟基處理方案和適用范圍，并根據(jù)壓實(shí)情況和沉降情況，確定拋填材料的壓實(shí)系數(shù)和壓實(shí)遍數(shù)。結(jié)果表明:

1)采用清淤換填的方式可以徹底解決軟土地基的穩(wěn)定性問(wèn)題，因而在軟土層厚度不大的情況下(＜3 m)，盡可能選擇清淤換填的處理方式。2)應(yīng)嚴(yán)格控制施工過(guò)程，認(rèn)真記錄壓實(shí)數(shù)據(jù)和沉降數(shù)據(jù)，為施工的全面展開(kāi)打好基礎(chǔ)，這也是保證施工質(zhì)量的前提和關(guān)鍵。3)彎沉檢測(cè)結(jié)果表明，采取清淤換填的方式，地基的承載力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

［1］ 陳德華，宗超男，余錦江.淺談?dòng)倌噘|(zhì)軟土地基處理［J］.中國(guó)水利，2003(5B):32-33.

［2］ 錢(qián)家歡，殷宗澤.土工原理與計(jì)算［M］.第2版.北京:中國(guó)水利電力出版社，1996.

［3］ 劉松玉.公路地基處理［M］.南京:東南大學(xué)出版社，2001.

［4］ JTG E60-2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程［S］.