中新天津生態(tài)城道路路基處理方式探討

□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)特點的路基處理方式并根據(jù)實施情況分析了得失，從方法選擇、實施安排、設(shè)計技術(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)定性和強度對道路的使用質(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，在天津濱海地區(qū)的道路建設(shè)中被大量采用。針對呈高壓縮性、低強度，同時基本處于飽和狀態(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)濟指標(biāo)的重點環(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)評價

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，沒有壓實且填筑前未對現(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、低強度、透水性差的特點，作為道路路基將會產(chǎn)生較大沉降量。因此，加強路基整體性，使其具備一定的強度并盡量控制整體沉降量是路基設(shè)計的重點。

4 設(shè)計技術(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)計車速分別為40、30 km/h。與路基設(shè)計相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)包括壓實度、填料最小強度、路基頂面彎沉值以及路基允許工后變形等4項，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)組合計算最大允許彎沉值。

表3 路基壓實度及強度要求

表4 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

5 設(shè)計概要

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，形成陸地時間小于12月，是選定典型路段中路基條件最差的道路?；谏鲜霰尘埃O(shè)計采用了不同的4種路基處理方案，見表5。

表5 設(shè)計方案

6 實施效果評價

路段1在實施強夯過程中，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，路基強度及沉降基本達(dá)到設(shè)計要求。

路段2和路段4施工過程順利，各項措施基本達(dá)到設(shè)計預(yù)期。路段3戧灰后在推土機排壓整平階段就出現(xiàn)變形過大問題，彈軟狀況基本改善。壓路機碾壓時出現(xiàn)過大變形，設(shè)計方案無法實施。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）強夯法處理淤泥質(zhì)粘土路基效果一般，對回填材料等要求較高，與改善換填等措施比較，經(jīng)濟性較差。

2）本文中選取路段的路基換填深度在1.8～2.2 m之間，強夯方案的夯擊影響深度雖然較換填方案深，但對于飽和狀態(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)的深層處理造價高且工期長，技術(shù)經(jīng)濟指標(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）合理安排整個項目的建設(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，高級工程師，上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院天津分院，從事道路設(shè)計工作。