明道軒，劉堰陵，高 翔

（武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北武漢 430056）

0 前言

內(nèi)陸平原地區(qū)常見的軟土路基除現(xiàn)狀湖塘中的淤泥土之外，還包括歷史湖塘沉積形成的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，在這種地質(zhì)條件下建設(shè)道路工程，需進(jìn)行軟土路基處理。

1 工程實(shí)例

1.1 工程地質(zhì)條件

工程位于江漢平原東部，場(chǎng)區(qū)屬長(zhǎng)江中下游沖積平原地貌單元，系長(zhǎng)江北岸一級(jí)階地。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，該地區(qū)屬于揚(yáng)子淮地臺(tái)區(qū)，目前場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，近期內(nèi)未發(fā)生有地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)資料分析，場(chǎng)地地基土按成因類型、沉積年代可分為人工堆積層及第四系全新統(tǒng)沖積與湖相淤積交互沉積層。按地層巖性及其物理力學(xué)指標(biāo)與工程特性可分為五層：①-1層素填土，厚1.9 m；①-2層粉質(zhì)粘土夾粉土，厚0.8～6.4 m，飽和，軟可塑；②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚2.5～9.5 m，平均厚5.39 m，飽和，流塑，含少量腐植物及螺殼碎屑；③層粘土，厚0.9～3.2 m，飽和，可塑；④、⑤層均為粉質(zhì)粘土夾粉土粉砂，具有水平層理，土層物理力學(xué)性質(zhì)略有不同；⑥層粉砂（Q4al+L），中密，主要礦物成份為石英、云母、長(zhǎng)石等。

1.2 工程設(shè)計(jì)條件

擬建道路為城市次干道，道路紅線寬度為40 m，路面以下敷設(shè)有給水、雨水、污水、燃?xì)?、電力、電信等綜合市政管線。道路里程長(zhǎng)約3 km，路線經(jīng)過處大部分為農(nóng)田、旱地，部分地段分布有溝渠、魚塘，地面高程22.57～25.10 m，地形較為平坦。

根據(jù)區(qū)域路網(wǎng)總體豎向控制，本工程大部分地段為挖方區(qū)，局部地段為填方區(qū)，且填方厚度小于1.5 m。

道路機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)層厚度為64 cm，具體為：24 cm厚水泥混凝土面層(fr≥5.0 MPa)+40 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層（5：95，分兩層碾壓）。

1.3 路基沉降計(jì)算

根據(jù)以上設(shè)計(jì)條件，考慮行車荷載對(duì)路基沉降的影響，附加應(yīng)力取60 kPa，再根據(jù)勘察報(bào)告資料，取最不利鉆孔工程地質(zhì)剖面見圖1，以59號(hào)鉆孔為例，按分層總和法計(jì)算天然地基在附加應(yīng)力作用下總沉降計(jì)算值約270.72 mm，計(jì)算過程見表1。

圖1 工程地質(zhì)典型縱斷面圖

表1 分層總和法地基沉降計(jì)算表

1.4 方案比選

現(xiàn)針對(duì)三種典型的軟土路基處理方案進(jìn)行比選。

（1）真空預(yù)壓聯(lián)合塑料排水板處理方案

該方法可以有效排出軟土層中的水，使軟土層含水量降低，快速固結(jié)從而減少工后沉降并形成一定強(qiáng)度，適用于大范圍的空曠場(chǎng)地施工。針對(duì)本工程屬于條形場(chǎng)地、道路兩旁眾多鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民房近期無法拆遷的現(xiàn)狀，該方案不具有實(shí)用性。

（2）復(fù)合樁基方案

本工程的軟土層——淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層均厚5.4 m，看似非常適合于采用復(fù)合樁基法，該方法最常用的為水泥攪拌樁+褥墊層的處理方式，但在本工程中卻并非最佳方案，原因如下：

a.不必要

復(fù)合樁基方案一大優(yōu)勢(shì)在于滿足地基承載力之外，還可以通過樁體之間的骨架連鎖作用，降低軟土層的工后沉降，這在本工程中不是很必要，因?yàn)楸竟こ虒俚吞顪\挖路段，天然地基在路面結(jié)構(gòu)及車輛荷載作用下，最不利情況下，工后沉降亦能滿足規(guī)范要求。

b.不經(jīng)濟(jì)

根據(jù)該地區(qū)的市政定額，折合成樁徑0.5 m的復(fù)合樁基單價(jià)約75元/m，按樁長(zhǎng)7m、樁間距1.5m、正三角形布置方式，10 000 m2的造價(jià)約270萬元，遠(yuǎn)大于商品土換填3 m的造價(jià)（約170萬元）。

c.不環(huán)保

該區(qū)域?qū)儆卩l(xiāng)鎮(zhèn)聚居地，雖然根據(jù)規(guī)劃為開發(fā)區(qū)，但考慮到本工程實(shí)施期間尚難以全部搬遷，則樁基實(shí)施時(shí)的噪音會(huì)對(duì)居民生活造成影響。

（3）換填法結(jié)合塊石墊層方案

a.初擬換填厚度

根據(jù)沿線軟土層上方土層厚度的不同，結(jié)合路基的填方或挖方高度，分段采用清除路床底下1.5～2.2 m的①-1層素填土、①-2層粉質(zhì)粘土夾粉土和部分③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，先拋填0.4～0.5 m的塊石墊層，以級(jí)配碎石或山渣土填縫密實(shí)并碾壓平整，后分層回填達(dá)標(biāo)土并按路基壓實(shí)度要求碾壓。

考慮到平原地區(qū)缺少取土場(chǎng)，回填土方利用挖方中的粘土及粉質(zhì)粘土，鑒于其含水量較大的特性，由于工期緊張等不及晾曬，本工程考慮摻入5%的生石灰進(jìn)行改良。

b.換填沉降計(jì)算

換填土的壓縮模量一般為7.0 MPa，其壓縮沉降為：S2=60/2/7.0×3.0=12.86 mm。

加鋪層為厚0.64 m的水泥混凝土及水泥穩(wěn)定碎石路面結(jié)構(gòu)，變形不計(jì)S3=0。

則換填土后總沉降為S=S1+S2+S3=270.72+12.86+0=283.58mm，約284mm。

因拋填塊石形成了硬殼層，對(duì)于道路沉降起到了有利作用，同時(shí)考慮到本地基土層為中壓縮性土層，施工期間沉降可完成約30%，則施工完成后永久工后沉降約為：

S工后=284×0.7=199 mm＜300 mm，滿足城市次干路的沉降要求。

說明上述換填方案及換填厚度是可行的。

c.結(jié)論分析

以上開挖換填土及塊石墊層，加上石灰改良，平均10 000 m2的造價(jià)為165萬元。

綜上所述，采用換填法結(jié)合塊石墊層來進(jìn)行本工程的軟土路基處理，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上節(jié)約，施工工藝簡(jiǎn)便，是適合本工程特點(diǎn)的良好選擇。

1.5 換填斷面及沉降觀測(cè)

換填法路基處理標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見圖2。

為確保安全，需對(duì)施工過程進(jìn)行沉降觀測(cè)，開挖臨時(shí)排水溝，并設(shè)置沉降板和測(cè)斜管，見圖3。

圖2 路基處理標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：mm）

圖3 沉降觀測(cè)設(shè)計(jì)圖（單位：mm）

目前該工程機(jī)動(dòng)車道已竣工通車兩年，通過觀測(cè)，第一年路面沉降在45～67 mm之間，第二年路面沉降明顯減少，在23～34 mm之間，可以合理推斷，永久工后沉降可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 結(jié)語

根據(jù)以上實(shí)例，可總結(jié)出平原地區(qū)城市道路路基處理的一些特點(diǎn)：

（1）用于加筋作用的土工格柵需慎用，因?yàn)槌鞘械缆返叵鹿芫€眾多，特別是雨水、污水管道，管徑較大，埋深較深，溝槽一般采取路基形成后再反開挖施工，路基中鋪設(shè)的土工格柵，會(huì)因溝槽開挖遭到破壞，甚至由于格柵的牽拉，造成原路基的分層，從而導(dǎo)致薄弱面的出現(xiàn)。這是上述工程設(shè)計(jì)時(shí)未采用土工格柵的原因。

（2）城市道路一般處于人類活動(dòng)區(qū)，建筑物多、居民多，部分排水措施、樁基加固措施需慎用，因其可能產(chǎn)生的不均勻沉降導(dǎo)致建筑物拉裂、產(chǎn)生的噪音造成擾民事件，從而影響到居民生活。如必須采用此類方案，需做好預(yù)防措施，盡量照顧好周邊居民的關(guān)切和權(quán)益。

（3）對(duì)特殊路基處理應(yīng)切實(shí)做好調(diào)查，掌握詳盡資料，并進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算和驗(yàn)證，盡可能采用工藝成熟、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)方案，換填法仍應(yīng)是優(yōu)先考慮的方案。同時(shí)應(yīng)根據(jù)平原地區(qū)缺少土源、原狀開挖土含水量大的特點(diǎn)，考慮對(duì)開挖土方進(jìn)行摻灰改良后再次利用。

（4）施工過程中應(yīng)做好監(jiān)測(cè)，掌握路基沉降和穩(wěn)定的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，根據(jù)監(jiān)控結(jié)果調(diào)整填土速度，及時(shí)做好記錄，為路面施工和推算工后沉降提供依據(jù)。