（四川公路工程咨詢監(jiān)理有限公司，四川 成都 610041）

1 項(xiàng)目基本情況

1.1 路線

某省道改建項(xiàng)目路段長4.638km，為在原寬11m 二級公路上進(jìn)行改擴(kuò)建，原路狀況良好。改建項(xiàng)目設(shè)計(jì)速度60km/h，路基寬度25.5m[4m(綠道)+2.5m(硬路肩)+2×3.5m(車行道)+0.5m(路緣帶)+1.0m（中央分隔帶）+0.5m（路緣帶）+2×3.5m（車行道）+2.5m（硬路肩）+0.5m（土路肩）]，瀝青混凝土路面，雙向四車道一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。汽車荷載等級為公路-Ⅰ級，設(shè)計(jì)洪水頻率1/100。

1.2 地形、地貌

工區(qū)屬四川盆地西緣山地，為盆地到青藏高原的過渡地帶。項(xiàng)目所處位置地貌以構(gòu)造侵蝕低山與河谷階地為主。路線沿青衣江左岸岸坡展布，利用段1.570km 位于青衣江沖積階地，地勢平坦；改建段4.638km 段位于青衣江左側(cè)岸坡地段，路線右側(cè)靠山，左側(cè)臨青衣江，地面橫坡較大，整體地勢陡峭。

1.3 地質(zhì)

項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，地層巖性主要由第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4me）、殘坡積粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）、沖洪積卵石土（Q4al+pl）、崩坡積碎石土（Q4c+dl），基巖為白堊系下統(tǒng)灌口組下段（K1g1）泥質(zhì)粉砂巖與泥巖互層，工程地質(zhì)條件較好。

1.4 地震

項(xiàng)目區(qū)地震動峰值加速度均為0.10g，地震特征值周期均為0.40s，地震基本烈度為Ⅶ度。

1.5 氣候

項(xiàng)目區(qū)氣候類型為亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均氣溫在14.1℃～17.9℃間，降雨多，多數(shù)縣年降雨1000～1800mm 以上。濕度大，日照少，年均降雨量1800mm 左右，是四川降雨量最多的區(qū)域。

1.6 水文

1.6.1 地表水

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)附近地表無魚（水）塘、集水坑等散水體，主要地表水為電站蓄水，受上游干流及其支流和大氣降水補(bǔ)給，通過徑流向下游排泄，具有水量豐富，水位、水量年變化幅度大，洪水位陡漲陡落，枯水期水勢平穩(wěn)的特點(diǎn)。

1.6.2 地下水

測區(qū)地下水較發(fā)育，地下水類型主要有第四系松散孔隙潛水和基巖裂隙潛水，豐枯明顯，出露點(diǎn)分散，主要含水層沿河谷岸坡呈帶狀分布。

2 沿線路基方案情況

由于本項(xiàng)目是對既有老路進(jìn)行改擴(kuò)建，路線沿江展布，全線設(shè)置了1.839Km 左幅橋，0.166Km 右幅橋。因此在半路半橋銜接處路基側(cè)需要設(shè)置擋土結(jié)構(gòu)；臨河側(cè)，部分路段臨河側(cè)填方高度較小，但臨河側(cè)地面線陡傾無法放坡，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)物收坡；僅有的三段河灘地形處，經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證可做護(hù)腳，結(jié)合設(shè)計(jì)水位，本次采用護(hù)腳+實(shí)體護(hù)坡+換填透水材料處理。

3 結(jié)構(gòu)物方案比選

根據(jù)工程可實(shí)施性、保通需要的硬性條件及造價相對更省，本次施設(shè)做了以下幾方面的對比：

1）陡斜坡路段，通過橋與樁基托梁對比，適當(dāng)優(yōu)化了橋跨，將部分路段調(diào)整為樁基托梁；

2）臨河側(cè)高大浸水擋墻方案與輕質(zhì)土路基方案“補(bǔ)缺口式填筑”進(jìn)行對比，調(diào)整部分陡斜坡上填方斷面較小的路段做輕質(zhì)土路基填筑；

3）半路半橋的路中墻位置，將衡重式路中墻與輕質(zhì)土路基對比，在保通的硬性條件及確保路中墻邊線不干擾外側(cè)橋梁墩柱施工的前提下，將路中墻調(diào)整為輕質(zhì)土填筑及部分護(hù)肩。

4 泡沫輕質(zhì)土路基與衡重式路肩及路中墻對比分析

對沿線路基進(jìn)行分析后，提出了衡重式擋墻+擴(kuò)大基礎(chǔ)(方案一)、泡沫輕質(zhì)土路基(方案二)及樁基托梁(方案三)三種處治方案，這里列出了方案一和方案二在兩種典型工點(diǎn)位置的方案對比。

現(xiàn)對K2+440～695段路中及K2+723～977段路肩方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性比較，見表1：

表1.各方案對比表

保通影響 斷面開挖大，不能保通，臨近橋墩側(cè)施工干擾嚴(yán)重。斷面開挖小，能保通，臨近橋墩側(cè)施工干擾較小。斷面開挖較小，能保通，臨近橋墩側(cè)施工干擾嚴(yán)重。初估造價(萬)440～695 段：1052.6 723～977 段：880 440～695 段：808.9 723～977 段：774 440～695 段：1249.5 723～977 段：1244.6

綜上，經(jīng)方案可行性、工藝與工期、保通影響及預(yù)算經(jīng)濟(jì)等方面對比后，這兩段路基均采用輕質(zhì)土路基進(jìn)行處治。

5 本項(xiàng)目泡沫輕質(zhì)土工點(diǎn)

氣泡混合輕質(zhì)土關(guān)鍵性能：容重等級、強(qiáng)度等級。

本項(xiàng)目全線路肩及路中位置共設(shè)置了14 段輕質(zhì)土路基，其指標(biāo)如下：

濕容重：路槽下80cm 范圍內(nèi)取W6，其余區(qū)域取W5；

等級強(qiáng)度：路槽下80cm 范圍內(nèi)取CF1.0，其余區(qū)域取CF0.8；

所有的輕質(zhì)土路基工點(diǎn)，需將原地面清表開挖臺階后進(jìn)行碾壓夯實(shí)，壓實(shí)度不應(yīng)小于96%且保證基底承載力大于150Kpa，才能進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑。

6 輕質(zhì)土強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算（以圖1.K2+479.03 斷面為例）

6.1 路基填筑的填筑體抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

qu1=Fs(100*CBR)/3.5

式中：qu1-路基填筑的填筑體抗壓強(qiáng)度(kPa)；

Fs-安全系數(shù)，取3；

CBR-加州承載比，按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D30 取值。

經(jīng)計(jì)算，路面結(jié)構(gòu)下面0.8m 范圍qu1=0.428MPa；

路面結(jié)構(gòu)下面0.8m 以下范圍qu1=0.257MPa；

6.2 填筑體自立穩(wěn)定的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

qu2=Fs(0.5rH+W)

式中：qu2-填筑體自立穩(wěn)定的抗壓強(qiáng)度(kPa)；

r-濕容重（Kn/m3）；

H-填筑體高度（m）；

W-填筑體頂部的荷載（kPa）

經(jīng)計(jì)算，路面結(jié)構(gòu)下面0.8m 范圍qu2=0.140MPa；

路面結(jié)構(gòu)下面0.8m 以下范圍qu2=0.196MPa；

因此，填筑體的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度大于了qu1和qu2，滿足規(guī)范要求。

6.3 抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算（按路線縱向1 延米長度計(jì)算，不考慮墻前背被動土壓力）

Kc=[(N+(Ex-E，

p)*tana0)*μ+E，

p]/(Ex-N*tana0)

G:647.82KN，N:582.16KN，μ:0.32

因?yàn)榛资撬降?，a0=0

因此，Kc=N*μ/Ex

=1.42＞1.3，滿足規(guī)范要求。

6.4 抗傾覆系數(shù)計(jì)算（按路線縱向1 延米長度計(jì)算）

K0=(G*Zg+Ey*Zx+E,p*Zp）/(Ex*Zy)

土壓力作用點(diǎn)，Zx=H/3,Zy=B+Zxtanα,B=2,

因此，K0=3.34＞1.5，滿足規(guī)范要求。

6.5 整體穩(wěn)定性計(jì)算（按路線縱向1 延米長度計(jì)算）

第I 條塊側(cè)面滑坡推力：Ei=KWisinαi+ψiEi-1-Wicosαitanφi-cili

K 為安全系數(shù)

ψi為傳遞系數(shù),其值等于cos（αi-1-αi）-sin（αi-1-αi）tanφi

φi為第i 條塊所在滑動面的內(nèi)摩擦角

ci為第i 條塊所在滑動面的粘聚力

li為第i 條塊所在滑動面的長度。

經(jīng)過計(jì)算，K=1.3 時，最后一個條塊的剩余下滑力為零，滿足規(guī)范要求。

7 結(jié)語

泡沫輕質(zhì)土是一種微孔類輕質(zhì)環(huán)保材料，具有輕質(zhì)性、自立性、自密性、容重和強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性、施工便捷性、保溫隔熱性等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于軟基路堤、加寬路堤、陡坡路堤、結(jié)構(gòu)頂減荷、橋臺臺背回填、預(yù)埋管線回填、空洞充填、塌方快速搶險及各類管線保溫隔熱等領(lǐng)域。

通過總結(jié)分析，相比衡重式擋墻及部分橋跨，輕質(zhì)土路基填筑在施工工期節(jié)約、對地基承載力要求相對較低、對臨近建筑的施工干擾程度低、造價更省方面具有較大的優(yōu)勢，因此在改擴(kuò)建公路設(shè)計(jì)過程中，可將輕質(zhì)土路基與衡重式擋墻及橋梁方案進(jìn)行充分對比，選擇更優(yōu)的方案。

值得注意的是，輕質(zhì)土工點(diǎn)圖斷面設(shè)計(jì)時建議加強(qiáng)驗(yàn)算，嚴(yán)格控制關(guān)鍵性能指標(biāo)：容重等級、強(qiáng)度等級；所有輕質(zhì)土路基工點(diǎn)，需將原地面清表開挖臺階后進(jìn)行碾壓夯實(shí)，壓實(shí)度按路規(guī)控制，地基承載力也應(yīng)達(dá)到工點(diǎn)設(shè)計(jì)要求承載力，才能進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑；應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求施做各個附屬設(shè)施；雨季施工應(yīng)特別做好臨時防排水措施；完成填筑體頂層施工后，立即對填筑體表面覆蓋塑料薄膜或土工布保濕養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不宜少于7d；填筑體達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度后，方可在填筑體頂面進(jìn)行機(jī)械或車輛作業(yè)，建議在填筑體頂上鋪設(shè)鋼板或木板以臨時保護(hù)填筑體。