淺論城市道路的深層軟基和沉降觀測(cè)

鄭軍　周敏

摘 要：城市道路經(jīng)過(guò)湖泊、洼地、溝渠等地形時(shí)，常遇見(jiàn)深層軟基的問(wèn)題，有時(shí)候還遇見(jiàn)深層軟基上填筑高填方路基的情況，城市中出現(xiàn)高填方時(shí)一般以橋梁形式出現(xiàn)，而城市道路中出現(xiàn)深層軟基且高填方路堤時(shí)則非常罕見(jiàn)，該文根據(jù)湖北省黃石市緊鄰大冶湖的一條城市主干道進(jìn)行具體分析，為同類(lèi)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：深層軟基處理 沉降觀測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（a）-0042-02

隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，臨湖、臨塘等類(lèi)型的建設(shè)場(chǎng)地越來(lái)越多地出現(xiàn)在道路工程建設(shè)之中。軟基問(wèn)題，尤其深層軟基問(wèn)題越來(lái)越常見(jiàn)，在工程設(shè)計(jì)中如不選用合適的處理方案，就極易造成路基不均勻沉降、邊坡滑坡等病害，對(duì)道路運(yùn)營(yíng)期間的穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)隱患，另外軟基處理方案對(duì)于項(xiàng)目工程投資影響較大，項(xiàng)目在深層軟基處理上的投資占整個(gè)工程造價(jià)的比例很高。該文結(jié)合黃石市大冶湖生態(tài)新區(qū)核心區(qū)的濱湖大道道路與排水工程，對(duì)該工程的深層軟基特點(diǎn)和沉降觀測(cè)的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，對(duì)項(xiàng)目中采用的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、淺層換填技術(shù)進(jìn)行了描述及分析。

1 項(xiàng)目背景

該工程屬于黃石市大冶湖生態(tài)新區(qū)核心區(qū)“兩縱一橫”道路排水工程，“兩縱一橫”由圣明路、濱湖大道和慶洪路南延三條道路組成，是湖北省黃石市園博園的重要配套工程，湖北省黃石園博園位于黃石市大冶湖生態(tài)新區(qū)核心區(qū)東部，占地面積約為135.5公頃，2016年9月26日正式對(duì)外開(kāi)放。該文主要結(jié)合濱湖大道（二標(biāo)）為例進(jìn)行分析。該工程西起寶山路，東至慶洪路，全長(zhǎng)5 981.65 m，該標(biāo)段（二標(biāo)）起點(diǎn)樁號(hào)K2+280，止點(diǎn)樁號(hào)K5+981.65。道路規(guī)劃等級(jí)為城市主干道，紅線寬40 m。道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式為3.0 m人行道+5.0 m綠化帶+24.0 m機(jī)動(dòng)車(chē)道（含非機(jī)動(dòng)車(chē)道）+5.0 m綠化帶+3.0 m人行道；機(jī)動(dòng)車(chē)道路面結(jié)構(gòu)為4 cm厚AC-13C細(xì)粒式改性瀝青混凝土+8 cm厚AC-25C粗粒式瀝青混凝土+54 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層（5∶95）。人行道結(jié)構(gòu)為：6 cm厚預(yù)制C30砼彩色步磚+2 cm厚1∶3水泥砂漿座漿+15 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層（4∶96）。該標(biāo)段填方為1 033 130 m3，挖方為1 532 m3，最大填方高度為10.1 m，平均填方高度大于8 m的路段超過(guò)20%。全線普遍存在深層軟基的情況，根據(jù)地勘單位提供的地質(zhì)報(bào)告，典型地質(zhì)剖斷面為0.3～1.5 m耕植土（雜填土）、0.5～1.3 m淤泥、6～7.3 m淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、8～14.3 m粉質(zhì)粘土，局部地質(zhì)情況較好，僅在魚(yú)塘表層有少量淤泥層，厚度為0.3～0.8 m不等。

2 軟基處理方案

2.1 淺層軟基處理

在K2+584～K2+870、K5+614～K5+981.65段，施工前，先清表將地基地表碾壓密實(shí)后在分層回填壓實(shí)。局部出現(xiàn)魚(yú)塘、溝渠時(shí)，由于淤泥厚度較小，采取清淤換填，換填材料采用當(dāng)?shù)爻Ｓ玫穆坊盍稀_(kāi)山石渣。

2.2 深層軟基處理

在K2+280～K2+584和K3+060～K5+614段，其中K2+280～K2+584段平均填土高度大于8 m，K3+060～K5+614段平均填土高度約為3～4 m。根據(jù)地勘報(bào)告和類(lèi)似項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，采用水泥攪拌樁處理，其中K2+280～K2+584段水泥攪拌樁采用間距1.0 m，樁徑為0.5 m，正三角形布置，水泥含量采用15%；K3+060～K5+614段水泥攪拌樁采用間距1.3 m，樁徑為0.5 m，正三角形布置，水泥含量采用15%。其中K3+060～K5+614段由于道路上部有500 kV高壓走廊橫穿道路，根據(jù)電力管理部門(mén)的要求，采用高壓旋噴樁處理，處理范圍為高壓線投影面向外各20 m。根據(jù)設(shè)計(jì)，水泥攪拌樁根數(shù)為118 400根，總長(zhǎng)度為963 203 m；高壓旋噴樁根數(shù)為3 560根，總長(zhǎng)度為32 074 m。

項(xiàng)目于2015年4月開(kāi)工建設(shè)，于2015年7月開(kāi)始水泥攪拌樁施工，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，水泥攪拌樁需試樁，但第一次水泥攪拌樁試樁不成功，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上對(duì)水泥攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，水泥含量由15%調(diào)整為18%，施工工藝調(diào)整為復(fù)噴復(fù)攪，根據(jù)第一次試樁情況，發(fā)現(xiàn)樁體上部2 m范圍水泥與淤泥反應(yīng)非常差，并且根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該層淤泥有機(jī)質(zhì)含量非常高，與水泥基本不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。為保證樁基的質(zhì)量，結(jié)合黃石當(dāng)時(shí)成熟的施工工藝，對(duì)魚(yú)塘部分的浮淤采取抽排后晾曬兩三天再回填1 m左右的素土層作為水泥攪拌樁的施工平臺(tái)。水泥土攪拌樁單樁承載力特征值Ra≥100 kN，攪拌樁處理后復(fù)合地基承載力特征值fspk≥120 kPa。高壓旋噴樁單樁承載力特征值Ra≥120 kN，高壓旋噴樁處理后復(fù)合地基承載力特征值fspk≥160 kPa。根據(jù)調(diào)整之后的方案完成了第二次試樁，效果較好，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

3 沉降觀測(cè)

由于該項(xiàng)目填方高度較大，并且屬于在深層軟基上填筑路基，深層軟基處理滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)入土路基施工階段。為保證路堤在施工中的安全和穩(wěn)定，正確預(yù)測(cè)工后沉降，使工后沉降控制在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)，施工過(guò)程中必須進(jìn)行沉降和穩(wěn)定動(dòng)態(tài)觀測(cè)。沉降與穩(wěn)定動(dòng)態(tài)觀測(cè)標(biāo)具應(yīng)在軟土地基處理之后埋設(shè)，并在觀測(cè)到穩(wěn)定的初始值后，方可進(jìn)行路堤的填筑，包括沉降觀測(cè)和穩(wěn)定觀測(cè)兩項(xiàng)內(nèi)容。路堤施工沉降觀測(cè)的目的主要為：控制填土速率；根據(jù)實(shí)測(cè)沉降曲線預(yù)測(cè)工后沉降，根據(jù)推定的殘余下沉量確定構(gòu)造物和路面結(jié)構(gòu)的開(kāi)始施工時(shí)間。

水平位移觀測(cè)包括地表水平位移觀測(cè)和地下水平位移觀測(cè)。地表水平位移（穩(wěn)定）觀測(cè)適用于軟土路段，主要目的是監(jiān)測(cè)地表水平位移及隆起情況，以確保路堤施工的安全和穩(wěn)定。側(cè)向位移邊樁及工作基點(diǎn)樁，一般路段沿縱向每隔100 m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)斷面。路堤在填筑過(guò)程中，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)填土高度時(shí)，嚴(yán)格控制填土速率，以免由于加載過(guò)快而造成地基破壞。

沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：中心日沉降量≤1.5 cm/d，側(cè)移穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：日側(cè)向位移量≤0.5 cm/d。路面鋪筑應(yīng)在沉降穩(wěn)定后進(jìn)行，采用雙標(biāo)準(zhǔn)控制：即要求推算的工后沉降量小于設(shè)計(jì)容許值，同時(shí)要求連續(xù)2個(gè)月沉降速率<5 mm/月。

4 結(jié)語(yǔ)

該文根據(jù)自己多年從事路基設(shè)計(jì)工作的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軟弱地基處理和沉降觀測(cè)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié)和分析，對(duì)軟基處理方案根據(jù)限制條件提供了相應(yīng)的對(duì)策和解決辦法。與此同時(shí)，以黃石市濱湖大道工程的深層軟基處理和高填方路基施工為實(shí)際項(xiàng)目為例，根據(jù)項(xiàng)目自身的地質(zhì)特點(diǎn)在設(shè)計(jì)中采用水泥攪拌樁和高壓旋噴樁進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，以及在水泥攪拌樁設(shè)計(jì)中需要主要的問(wèn)題，以供相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和施工人員參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭會(huì)芝，孫曉鵬，賈繼堯.高速公路工程高填方施工工藝簡(jiǎn)述[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010（8）：242.

[2] 劉廣發(fā).公路工程中高填方路基施工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（14）：121.

[3] 馬曉，陳曉黎，陳志勇.塑料排水板布置方式研究[J].交通科技，2010（1）：64-67.

[4] 蔣亞，張文淵.拋石擠淤綜合法在加固地基中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)，2005，19（6）：8-9.

[5] 高福英.擠密碎石樁在軟基處理中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2011，21（1）：91-92.