□文/馬春亭

中新天津生態(tài)城道路路基處理方式探討

□文/馬春亭

濱海軟土地區(qū)路基處理采用以淺層換填為主，換填厚度與地質(zhì)狀況及路基工作區(qū)范圍相關(guān)。文章介紹了中新天津生態(tài)城（原濱海旅游區(qū)）4種典型地質(zhì)特點(diǎn)的路基處理方式并根據(jù)實(shí)施情況分析了得失，從方法選擇、實(shí)施安排、設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)確定等方面進(jìn)行了探討。

軟土；地質(zhì)；換填；路基；中新天津生態(tài)城

路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度對(duì)道路的使用質(zhì)量和壽命起著關(guān)鍵的作用，以淺層換填方式為主的路基處理在濱海軟土地區(qū)是較為常見的方式，在天津?yàn)I海地區(qū)的道路建設(shè)中被大量采用。針對(duì)呈高壓縮性、低強(qiáng)度，同時(shí)基本處于飽和狀態(tài)下的地質(zhì)條件，合理選擇路基填筑或換填材料，確定合適的路基處理深度，保證便于施工機(jī)械作業(yè)的路基底部承托層的形式以及路基工作區(qū)邊緣的技術(shù)指標(biāo)要求，是保證工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

1 工程概況

中新天津生態(tài)城（濱海旅游區(qū)）位于永定新河河口以北，總規(guī)劃面積99 km2；其中陸域面積為28 km2，海域面積為71 km2；填海造陸面積為54 km2，保留海域面積為17 km2。選取位于陸域和填海造陸區(qū)域的4條典型道路，對(duì)軟土及吹填區(qū)域的路基處理不同方式的得失進(jìn)行分析總結(jié)，探討與之相適應(yīng)的路基處理設(shè)計(jì)方案，見表1。

表1 典型道路工程概況

2 地質(zhì)狀況

典型地層（30 m鉆探深度）自上而下為①人工填土層、②黑色～灰色淤泥層（全新統(tǒng)新近組坑底淤泥積層）、③灰黃色～黃灰色粘土層（全新統(tǒng)上組陸相沉積層）、④全新統(tǒng)中組海相沉積層（包括灰色粉質(zhì)粘土、灰色粉土、灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、灰色粉質(zhì)粘土層等）、⑤淺灰～黑灰色粉質(zhì)粘土層（全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層）、⑥灰色～黃灰色粘土（全新統(tǒng)下組陸相沉積層），其中路段1、2、3的黑色～灰色淤泥層部分缺失，路段4無人工填土層。主要物理力學(xué)指標(biāo)匯總見表2。

表2 主要地質(zhì)指標(biāo)

3 地質(zhì)評(píng)價(jià)

從現(xiàn)狀看，人工填土結(jié)構(gòu)差、土質(zhì)不均勻。其中路段1為項(xiàng)目開發(fā)后建設(shè)單位委托施工單位回填，未分層，沒有壓實(shí)且填筑前未對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行任何處理。另外黑色～灰色淤泥質(zhì)層工程地質(zhì)特性極差，屬不良地基土。路段2、3的人工填土層性狀不一。

從指標(biāo)看，揭示地層的天然含水量基本大于液限含水量，孔隙率＞1，屬于典型的軟弱土質(zhì)，呈高壓縮性，具有高靈敏度、低強(qiáng)度、透水性差的特點(diǎn)，作為道路路基將會(huì)產(chǎn)生較大沉降量。因此，加強(qiáng)路基整體性，使其具備一定的強(qiáng)度并盡量控制整體沉降量是路基設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

4 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

研究選定的4條道路，其中一條道路為城市主干道，其余3條為城市次干道，設(shè)計(jì)車速分別為40、30 km/h。與路基設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)包括壓實(shí)度、填料最小強(qiáng)度、路基頂面彎沉值以及路基允許工后變形等4項(xiàng)，見表3-表4。其中路基頂面彎沉值可以根據(jù)允許路表彎沉值推算。在設(shè)計(jì)中也經(jīng)常按路基表面回彈模量指標(biāo)進(jìn)行反算并根據(jù)擬定的路面結(jié)構(gòu)組合計(jì)算最大允許彎沉值。

表3 路基壓實(shí)度及強(qiáng)度要求

表4 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

5 設(shè)計(jì)概要

選定的4條道路建設(shè)周期均在12月左右，施工周期緊張。因此，在軟土地區(qū)經(jīng)常采用的堆載預(yù)壓方式不在設(shè)計(jì)考慮范疇之內(nèi)，而且，路段1已經(jīng)進(jìn)行了工程土的路基填墊工作。路段2、3也進(jìn)行了部分埋土工作。填筑土質(zhì)量路段1好于路段2和3，路段4為最新圍海吹填造陸區(qū)域，形成陸地時(shí)間小于12月，是選定典型路段中路基條件最差的道路。基于上述背景，設(shè)計(jì)采用了不同的4種路基處理方案，見表5。

表5 設(shè)計(jì)方案

6 實(shí)施效果評(píng)價(jià)

路段1在實(shí)施強(qiáng)夯過程中，由于夯擊能過大，每一擊的變形過大，夯擊效果欠佳。分析原因發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)狀淤泥有機(jī)質(zhì)土沒有徹底清理，夯擊作用范圍已超過回填土層；而淤泥質(zhì)土已處于超飽和狀態(tài)且透水性極差。因此，采取了降低夯擊能，路基兩側(cè)各挖一條排水溝降低水位便于排水的措施，后經(jīng)過3遍夯擊，除平整度外，路基強(qiáng)度及沉降基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

路段2和路段4施工過程順利，各項(xiàng)措施基本達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。路段3戧灰后在推土機(jī)排壓整平階段就出現(xiàn)變形過大問題，彈軟狀況基本改善。壓路機(jī)碾壓時(shí)出現(xiàn)過大變形，設(shè)計(jì)方案無法實(shí)施。挖坑取樣，填土前黑灰色淤泥腐植層過厚（超過1 m），證明只做40 cm戧灰處理方案不成功，后方案變更為淤泥腐植層厚＜1 m的，原淤泥質(zhì)層全部清除；厚度超過1 m的清理1 m深，然后加鋪竹筏形成承托層后換填灰土的處理方案。

7 結(jié)語

1）強(qiáng)夯法處理淤泥質(zhì)粘土路基效果一般，對(duì)回填材料等要求較高，與改善換填等措施比較，經(jīng)濟(jì)性較差。

2）本文中選取路段的路基換填深度在1.8～2.2 m之間，強(qiáng)夯方案的夯擊影響深度雖然較換填方案深，但對(duì)于飽和狀態(tài)的淤泥質(zhì)土的路用指標(biāo)基本無改善。從道路使用角度看，路基工作區(qū)深度基本在2.0～2.5 m。因此，采用以換填為主的淺層處理方案適用于濱江濱海的軟土地區(qū)。

3）路基工作區(qū)邊緣附近的淤泥處置是關(guān)鍵，在有條件的情況下，盡量要把這一位置的淤泥質(zhì)有機(jī)質(zhì)層全部換填。

4）處于路基工作區(qū)邊緣的路基指標(biāo)控制須把握一定的靈活度。這一層次的換填或回填壓實(shí)度可不做定量要求且下層的一次性回填厚度可以掌握在30～50 cm。排壓后只要不彈軟，基本無輪跡即可，以形成相對(duì)穩(wěn)定的承托層便于后續(xù)工序的進(jìn)行。

5）路基整體穩(wěn)定性是關(guān)鍵。濱海地區(qū)軟土的特點(diǎn)決定了工后沉降量大，采用加速排水固結(jié)的深層處理造價(jià)高且工期長，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較淺層換填方法差。為適應(yīng)較大的工后沉降變形，路基的整體性穩(wěn)定性優(yōu)劣決定了道路使用效果的好壞，土工織物可以較好的提高路基的整體性。

6）合理安排整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)周期可以極大地降低工程投資。本區(qū)域的路段4投資相較于路段2高出30%～40%，除填海造路段地質(zhì)條件差以外，路段2早期的素土回填是降低投資的重要因素。

U416.1

C

1008-3197（2015）06-65-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2015.06.023

2015-11-10

馬春亭/男，1964年出生，高級(jí)工程師，上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院天津分院，從事道路設(shè)計(jì)工作。