濕地條件下公路路基處理方式的探討

張潔玙

（山西省機(jī)械施工公司，山西 太原 030009）

享有“地球之腎”美譽(yù)的濕地，從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)講，具有不可替代的生態(tài)功能。在中國(guó)境內(nèi)，濕地分布較廣，從寒溫帶到熱帶、從沿海到內(nèi)陸、從平原到高原山區(qū)都存在濕地。但對(duì)于公路建設(shè)工程，濕地地質(zhì)處理不當(dāng)會(huì)引起路基盆形沉降、失穩(wěn)和路橋不均勻沉降等問(wèn)題。

1 濕地的定義與地質(zhì)概況

濕地是指天然或人工、長(zhǎng)久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地或水域地帶、靜止或流動(dòng)、淡水、半咸水、咸水體，包括低潮時(shí)水深不超過(guò)6 m的水域，是介于陸地和水體之間的過(guò)渡帶。珊瑚礁、灘涂、紅樹林、湖泊、河流、河口、沼澤、水庫(kù)、池塘、水稻田等都屬于濕地。

公路所跨越的，一般為內(nèi)陸濕地，統(tǒng)一歸類于公路軟基處理。

2 對(duì)于濕地的處理

2.1 濕地的一般處理方法

對(duì)于淺水型濕地，如人工池塘、稻田等的處理，常采用換填、拋石擠淤+土工織物、灰土墊層等處理方法。

綏化——北安高速公路工程采用了換填、灰土墊層方式進(jìn)行濕地處理，效果良好。前鋒農(nóng)場(chǎng)——嫩江公路伊春——嫩江段工程建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中也采用了換填、拋石擠淤+土工織物處理方法。

對(duì)于地表水較深、軟土較厚的濕地，常采用碎石樁、塑料排水板及水泥攪拌樁等深層加固方式，綏化——北安高速公路工程中，較厚濕地區(qū)域也采用了碎石樁處理方式。

2.1.1 濕地區(qū)域淺層處理施工注意事項(xiàng)

（1）處理前，對(duì)濕地區(qū)域采用圍堰抽水方式排干地表水，保持基底干燥。

（2）采用反鏟挖掘機(jī)一次挖除濕地路段泥漿土，施工中要“邊挖邊填、隨挖隨填”，以防止淤泥回流。

（3）施工階段安排時(shí)，可充分利用冬初地基上凍、春初地基余凍時(shí)，濕地地基具有一定承載力的特點(diǎn)，進(jìn)行軟弱土基清除。

（4）濕地地段填筑時(shí)，無(wú)論換填或拋填，一般由先填筑的路基中心區(qū)域開始，然后向兩側(cè)展開，以利于將軟土向兩側(cè)擠出。

（5）一般來(lái)講，軟土地基施工前需要修筑地基處理試驗(yàn)路段。

（6）濕地地段一般盡量安排早施工，以便于路堤完工后留出沉降期，沉降期內(nèi)的路堤上不進(jìn)行任何后續(xù)工程。

（7）換填填料后，人工鋪設(shè)土工織物后，再進(jìn)行上部填筑。

（8）必要時(shí)，在路基兩側(cè)設(shè)置反壓護(hù)道。

2.1.2 深層加固施工注意事項(xiàng)

（1）碎石樁施工過(guò)程中，要注意碎石料的含泥量，一般要求不大于5%。同時(shí)要保證碎石料的級(jí)配及最大粒徑要求。

（2）塑料排水板在插入地基的過(guò)程中應(yīng)保證板不扭曲，透水膜不破和不被污染，板的底部應(yīng)有可靠的錨固措施，以免在抽出護(hù)套管時(shí)將塑排板帶出，插好后應(yīng)及時(shí)將露在墊層外的多余部分切斷，并予以保護(hù)，以防在打樁機(jī)移動(dòng)、車輛的進(jìn)出或下雨時(shí)受到損環(huán)而降低排水效果。

（3）水泥攪拌樁提升時(shí)，應(yīng)密切注意計(jì)量?jī)x器表讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)噴粉量不足應(yīng)整樁復(fù)打，復(fù)打時(shí)噴粉量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)用量；遇停電、機(jī)械故障等原因?qū)е聡姺壑袛鄷r(shí)須復(fù)打，復(fù)打重疊孔段＞1 m。

2.1.3 處理效果及優(yōu)缺點(diǎn)

上述兩種方法，通過(guò)處理后，均能滿足設(shè)計(jì)地基承載力要求，效果良好。

但相對(duì)而言，淺層處理方式受到處理深度的局限；深層加固方式受到造價(jià)的局限。

2.2 采用強(qiáng)夯置換處理二卡濕地的方法

隨著我國(guó)公路建設(shè)逐步成網(wǎng)，高速公路建設(shè)更多地延伸至邊遠(yuǎn)地帶，大面積的二卡濕地處理，成為高速公路建設(shè)中的常見不良地質(zhì)狀況。

在某邊區(qū)一級(jí)公路工程建設(shè)中，路線穿越呼倫貝爾草原與二卡濕地鳥類自然保護(hù)區(qū)，濕地路段面積大，且多為塔頭、蘆葦?shù)认菜蓊?，表層土質(zhì)為草根、泥炭腐質(zhì)土或淤泥質(zhì)亞黏土。

2.2.1 處理設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)為對(duì)濕地區(qū)域換填毛石、未篩分碎石等粗顆粒填料，采用重型壓路機(jī)碾壓密實(shí)后，加鋪土工布。

但工程施工當(dāng)年，項(xiàng)目區(qū)域特殊氣候條件，濕地區(qū)域出現(xiàn)不可預(yù)見的水位上漲，換填施工無(wú)法正常實(shí)施，后變更為強(qiáng)夯置換加固處理方案。

2.2.2 強(qiáng)夯置換處理原理

通過(guò)重錘強(qiáng)夯，利用夯錘沖擊力，將粗顆粒填料擠壓至軟土地層中，通過(guò)夯坑填料，置換原地基土，形成樁柱或密實(shí)砂、石層，從而使地基承載力提高。同時(shí)，形成的砂、石樁柱是下臥軟弱土的良好排水通道，可加速濕地軟土層的排水固結(jié)。

2.2.3 強(qiáng)夯置換參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）強(qiáng)夯施工技術(shù)參數(shù)。

采用2 250 kN/m能級(jí)強(qiáng)夯，正三角形布點(diǎn)，夯距4 m，分多遍進(jìn)行強(qiáng)夯。

第一、二遍，隔行打兩遍，每點(diǎn)5～8擊，終夯控制以夯坑深度達(dá)到1.5 m或出現(xiàn)涌水現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)。

第三、四遍填料點(diǎn)夯，按原夯點(diǎn)復(fù)夯，每點(diǎn)5～8擊，終夯控制以最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm。

第五遍為滿夯，采用1 000 kN/m能級(jí)強(qiáng)夯，錘印相切，每點(diǎn)4擊，逐排夯打。

2.2.3 強(qiáng)夯置換施工注意事項(xiàng)

（1）先在待置換區(qū)域，滿面鋪填開山石或碎塊石墊層，并高出濕地正常水位50 cm處。

（2）控制填料含泥量，一般要求不大于5%。

（3）夯擊順序同換填要求，即由路線中間向兩側(cè)進(jìn)行。（4）強(qiáng)夯完成后，采用沖擊式壓路機(jī)碾壓20遍。

2.2.4 處理效果檢測(cè)

施工過(guò)程中通過(guò)了反力裝置，測(cè)定地基沉降量；進(jìn)行了沉降觀測(cè)。

通過(guò)強(qiáng)夯置換后，復(fù)合地基承載力可達(dá)到200 kPa，滿足設(shè)計(jì)地基承載力要求，效果良好。

2.2.5 施工優(yōu)勢(shì)

（1）強(qiáng)夯地基處理方式適用范圍廣，施工操作簡(jiǎn)單、工期短，造價(jià)較低。

（2）采用強(qiáng)夯置換處理二卡濕地的方法，可以通過(guò)不同能級(jí)，處理2～8 m厚的軟弱地基。

3 濕地路段施工監(jiān)測(cè)

濕地路段屬于軟土地基的一種，施工中必須做好必要的沉降和穩(wěn)定監(jiān)測(cè)，并嚴(yán)格控制施工填料和加載速度。

3.1 沉降觀測(cè)點(diǎn)的精度要求

為保證沉降觀測(cè)的精度，采用四等水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)，并做到以下幾點(diǎn)：

（1）觀測(cè)要做到4個(gè)固定，即：固定觀測(cè)人員、固定儀器及水準(zhǔn)尺、固定測(cè)點(diǎn)及轉(zhuǎn)點(diǎn)、固定后視尺。

（2）每次觀測(cè)段落長(zhǎng)度原則上要求不小于路堤底寬的2倍。視距不等差應(yīng)小于3 m，前后累計(jì)差應(yīng)小于6 m。

3.2 沉降觀測(cè)

（1）填筑路基前，在清理好的地表上安裝沉降板，安裝要穩(wěn)固，露出地面部分設(shè)立保護(hù)裝置。監(jiān)測(cè)沉降板安裝在路中心線，縱向間距宜為200 m。

（2）對(duì)于橋頭引道路堤，安裝在路中心線和兩側(cè)路肩邊緣線上，第一塊沉降板距橋臺(tái)背10m處開始，其余宜以50m間隔設(shè)置。

（3）沉降觀測(cè)。軟土地基施工期間按設(shè)計(jì)要求同步進(jìn)行沉降和穩(wěn)定的跟蹤觀測(cè)，每填筑一層觀測(cè)1次，兩層填筑間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，每3天至少觀測(cè)1次。路基加載速度應(yīng)控制水平位移量每晝夜不宜超過(guò)0.5 cm，沉降量不大于1.5 cm，超過(guò)時(shí)即應(yīng)立即停止填筑，待路堤恢復(fù)穩(wěn)定后進(jìn)行。

（4）每次觀測(cè)后按規(guī)定格式作好記錄，并及時(shí)整理、匯總觀測(cè)結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合以上案例，并根據(jù)本公司近年來(lái)東北、內(nèi)蒙、西南等地區(qū)的濕地施工實(shí)例，采用換填方式處理濕地是最為簡(jiǎn)單易行的辦法。而軟土地基的沉降觀測(cè)非常必要，施工中必須嚴(yán)格進(jìn)行，并根據(jù)觀測(cè)成果確定填筑速度。

若濕地軟土層較厚，地表水較深，換填方式不能滿足施工需要時(shí)，強(qiáng)夯置換不失為一種技術(shù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可行的處理方式。與其他深層加固處理方式相比，強(qiáng)夯置換不需要構(gòu)成工程的材料，施工操作簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，能夠更為明顯地實(shí)現(xiàn)濕地處理的大額度的成本節(jié)約。

目前，采用強(qiáng)夯置換方式處理濕地路基，已在呼倫貝爾盟及東北多條公路設(shè)計(jì)中采用并實(shí)施。

[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002

[2]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002

[3]《公路軟土地基路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》JTJ017-96

[4]建造師考試用書《公路工程管理與實(shí)務(wù)》

[5]相關(guān)工程設(shè)計(jì)文件