城市道路特殊路基處理設(shè)計解析

文/聶云輝

1 前言

隨著我國經(jīng)濟高速平穩(wěn)發(fā)展，人們的生活水平日益提高，基礎(chǔ)建設(shè)蓬勃發(fā)展，高速公路、市政路網(wǎng)不斷完善。路面的平順性和平整度會直接影響人們駕駛的舒適性，由此人們對道路路面的要求也越來越高。與此同時，位于路面之下的路基的施工質(zhì)量會直接影響著道路路面質(zhì)量，若路基處理不當，將造成路面塌陷、開裂以及橋臺位置跳車等一系列問題，直接影響道路的質(zhì)量和使用安全。

相比公路復(fù)雜的地形、地質(zhì)情況，城市道路更為簡單和單一，路基設(shè)計常遵循以下原則：路基設(shè)計前相關(guān)人員必須到項目現(xiàn)場踏勘，對項目的現(xiàn)狀情況進行摸排，并做好勘察工作，詳細了解項目的地質(zhì)水文情況；另外，路基設(shè)計時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的地形地貌進行設(shè)計，盡量做到填挖平衡，避免路基施工中涉及高路堤或者深路塹；根據(jù)地勘報告，選擇相應(yīng)的路基邊坡坡率以及合理的邊坡防護形式，保證路基穩(wěn)定；路基工程的設(shè)計不僅要做到安全穩(wěn)定，還要考慮其經(jīng)濟性，設(shè)計不能過于保守而造成造價偏高。

本次通過兩個項目實際設(shè)計與施工情況對換填、拋石擠淤、強夯以及水泥攪拌樁特殊路基處理方式進行簡要闡述。

2 換填

北站連接線（天馬山路-上湖路段）為城市主干路，長4.39km，西起規(guī)劃圣巖路后設(shè)置豪巖隧道（平行雙洞）穿過打石山，隧道出口至同安大道線位緊鄰廈門北動車運用所，設(shè)置福廈客專動走線跨線橋及動車所西路橋上跨福廈客專動走線，與同安大道平交后路線往東設(shè)置官潯溪大橋跨越官潯溪，終點接入現(xiàn)狀上湖路。北站連接線（ 天馬山路-上湖路段）為60km/h 設(shè)計速度，道路橫斷面寬度43m，雙向6 車道。

根據(jù)地勘成果：項目在AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 段分布有淤泥質(zhì)土，厚度不厚，約1m 左右；淤泥質(zhì)土位于現(xiàn)狀表層，因AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 兩段位于官潯溪兩側(cè)岸邊，系沖洪積成因?？紤]到淤泥質(zhì)土埋深不深且平均厚度不大，設(shè)計采用換填砂處理[1]。

換填砂處理方式：挖除軟弱地基(淤泥質(zhì)土)-換填砂-填筑路堤，回填砂高度必須比常水位高50cm。

結(jié)合以上實例，換填處理方式通常用于軟弱地基厚度不大于3m 的路段，如水田路段及小的水塘等，設(shè)計直接將軟弱土層挖除，再換填透水性材料，例如碎石、砂碎、砂性土及中粗砂等，最后再填筑路堤。

3 拋石擠淤

根據(jù)地勘成果，北站連接線（天馬山路-上湖路段）在AK2+135～AK2+265 路段左幅為現(xiàn)狀水塘，水塘面積約4064m2，塘底淤泥平均厚度約為4m，水深1.5m，考慮水塘面積大且淤泥較厚，項目周邊多為采石場，拋填塊石材料豐富，設(shè)計采用拋石擠淤進行處理，就地取材，節(jié)省路基處理的成本。處理方式：拋填塊石－石面上回填50cm 級配碎石－碾壓密實－回填砂及鋪設(shè)土工布。拋填塊石高度必須比常水位高50cm，塊石不宜小于30cm。在路基坡腳伸入水塘段落，水面以下邊坡采用漿砌片石防護[2]。

結(jié)合以上實例可知，拋石擠淤的處理方式常用于水塘面積較大、淤泥較深的路段。

4 強夯

根據(jù)地勘成果，北站連接線（天馬山路-上湖路段）在AK1+860～AK2+115 段分布有素填土，深度約8m，為原采石坑回填土，素填土呈灰黃色、灰黑色，稍濕，松散，填料成分以粘性土為主，局部含有植物根系、碎石等，硬物質(zhì)含量約10%～20%，填料堆填年限約5～10年，工程地質(zhì)性能差，層厚0.2～10.7m?？紤]到素填土，雖堆填時間長，但其工程地質(zhì)性能差，且厚度較厚，設(shè)計采用強夯處理，要求強夯處理后的地基承載力達到120kPa 以上。

強夯處理方式是通過將吊錘提升到一定的高度后，在自由下落到地面過程中產(chǎn)生非常大的沖擊，把土層壓實，使路基壓縮下沉，提高路基的承載力和壓實度。

本次強夯法設(shè)計先采用兩次點夯，最后加上一次滿夯，點夯能量為4000KJ，滿夯能量為1000KJ，點夯的夯點按4×4m 正方形布點，兩遍點夯施工間隔時間為7 天。進行大面積強夯之前應(yīng)先選取試驗區(qū)進行試夯，確定強夯的一些參數(shù)，比如吊錘的重量、吊錘提起的高度等。

軟基處理強夯施工可按下列步驟進行：清理并平整施工場地，回填強夯墊層；標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；起重機就位，使夯錘對準夯點位置；測量夯前錘頂高程；將吊錘吊到經(jīng)試夯后確定的高度，松開吊錘，再次測量錘頂高程；按照圖紙要求的每個點的夯擊次數(shù)夯擊，再經(jīng)上述幾個步驟后完成一遍點夯；用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；第一遍點夯完成七天后，再進行第二遍的點夯，最后滿夯一遍，完成滿夯后再對場地的標高進行復(fù)測。另外，強夯還應(yīng)注意是否會影響周邊建筑，若距離過近，則需考慮相應(yīng)措施，比如：減震溝，避免在強夯過程中對建筑造成影響[3]。

結(jié)合以上實例可知，強夯通常用于土層較厚且土的性質(zhì)較差、采用換填或者其他方式造價太高的路段。

北站連接線在AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 段路基經(jīng)換填處理，AK2+135～AK2+265 段路基經(jīng)拋石擠淤處理，AK1+860～AK2+115 段經(jīng)強夯處理后，路基承載力、壓實度及回彈彎沉值均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，路基質(zhì)量良好，可為后續(xù)路面的施工質(zhì)量提供保障。

5 水泥攪拌樁

集美新城軟件園三期縱六路（軟三橫路—集美北大道）道路工程為城市支路，路線全長約1.09km，位于軟件園三期園區(qū)東側(cè)，南起于現(xiàn)狀集美北大道，路線由南向北，依次與規(guī)劃支三路、現(xiàn)狀軟三縱路、現(xiàn)狀支二路、規(guī)劃支一路平交，終點止于現(xiàn)狀軟三橫路。集美新城軟件園三期縱六路（軟三橫路—集美北大道）道路工程為30km/h 設(shè)計速度，道路橫斷面寬度18m，雙向2 車道。

根據(jù)地勘成果，項目在ZK0+240～ZK0+440 段分布有厚度為1.4～5m 淤泥，埋深約5～12.5m?？紤]項目在ZK0+240～ZK0+440 段為填方，填高平均1.1m，由于淤泥層分布于原狀地表下5～12.0m，設(shè)計采用水泥攪拌樁處理。

水泥攪拌樁地基處理的施工工序：對需要施打攪拌樁的場地進行平整處理，清除表層建筑垃圾，平整場地標高應(yīng)該比設(shè)計樁頂高程高50cm；施打水泥攪拌樁，水泥攪拌樁施工完成后，應(yīng)挖除樁頂?shù)母⊥敛㈣彸龢俄數(shù)?0cm，因為樁頂?shù)倪@一段攪拌樁質(zhì)量較差；待28 天后復(fù)合地基承載力以及單樁承載力并檢測復(fù)合圖紙要求，在樁頂上回填50cm 的中粗砂，鋪設(shè)三向土工格柵；最后再填筑路基，每30cm 一層，分層碾壓，采用重型壓路機進行碾壓，壓實度應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。

5.1 水泥攪拌樁技術(shù)要求

水泥攪拌樁所采用的水泥：32.5R 普通硅酸鹽水泥；水泥攪拌樁樁底持力層應(yīng)選擇打穿淤泥層并進入中粗砂層不小于1m；水泥摻量按加固土室內(nèi)配合比實驗結(jié)果選擇，可參考按12%～20%進行試配；水灰比可初步按0.45～0.55 進行選擇。

經(jīng)計算，水泥攪拌樁選用直徑D=0.5m，正三角形布置。道路寬18m 范圍內(nèi)，樁相鄰間距1m，平行路線方向行間距為0.5m，垂直路線方向列間距0.866m。道路寬18m 范圍外即邊坡范圍，樁相鄰間距1.3m，平行路線方向行間距為0.65m，垂直路線方向列間距1.1258m，道路18m 范圍復(fù)合地基承載力Fsp，k=100Kpa，邊坡范圍復(fù)合地基承載力Fsp，k=69Kpa，單樁承載力特征值不小于78KN[4]。

5.2 三向土工格柵技術(shù)要求

施工單位在攤鋪三向格柵時，要保證鋪設(shè)平整、無褶皺，施工時可對格柵進行臨時固定，搭接寬度要大于或者等于30cm，禁止施工機械行駛在土工格柵上。

5.3 水泥攪拌樁施工要求

水泥攪拌樁在大面積施工之前應(yīng)選取不少于5 根進行試樁，確定攪拌樁施工的一些參數(shù)，選擇最佳水灰比、水泥摻量、攪拌提升和下降的速度及額定電流等。

攪拌樁若在施工過程中，遇到表層有較多建筑垃圾，而且是比較大塊的石塊或是混凝土，則水泥攪拌樁無法打入；若大塊建筑垃圾只是在表層零星分布，只需將這些大塊建筑垃圾挑揀出來進行清除；若大塊建筑垃圾量大且分布于表層1～3m，則需將這1～3m的建筑垃圾換填成一般回填土再進行水泥攪拌樁施工；若攪拌樁打入一定深度而因大塊建筑垃圾無法再施打，則可以適當調(diào)整水泥攪拌樁的樁位。

結(jié)合以上實例可知，水泥攪拌樁的處理方式通常用于土層中軟弱土層埋深較深的路段。

縱六路ZK0+240～ZK0+440 段路基經(jīng)水泥攪拌樁處理之后，路基承載力及壓實度均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，路基質(zhì)量良好，能夠為后續(xù)路面的施工質(zhì)量提供保障。

在設(shè)計過程中，地勘報告是我們進行特殊路基設(shè)計的重要資料和依據(jù)，但地勘報告不能百分百保證和實際地質(zhì)情況一致，畢竟是間隔一定距離的鉆孔，會和實際情況存在出入，一旦現(xiàn)場地質(zhì)情況與地勘報告不符，就需要設(shè)計和地勘人員到現(xiàn)場查明地質(zhì)情況，再根據(jù)實際情況對原設(shè)計的特殊地基處理方式進行調(diào)整。

6 結(jié)語

本文僅對近幾年設(shè)計過程中經(jīng)常遇到的換填、拋石擠淤、強夯以及水泥攪拌樁特殊路基處理方式進行簡要闡述，不同地質(zhì)采用不同的處理方式，目的就是為了以最經(jīng)濟最有效的處理方式來處理路基。另外，路基的好壞會直接影響路面的質(zhì)量，因此在今后道路設(shè)計中，相關(guān)工作人員在面對不同地區(qū)項目的不同特殊路基時，不僅要具體問題具體分析，詳細踏勘現(xiàn)場，還要根據(jù)地勘報告了解特殊土分布范圍和深度以及地表水、地下水的分布情況，再選擇適宜的處理方式，以達到對路基的最佳設(shè)計效果。