市政道路軟基清淤回填的施工技術(shù)要點(diǎn)研究

□ 陳培枝

1 引言

在市政道路施工軟基地質(zhì)處理技術(shù)中，常見(jiàn)方法包括排水固結(jié)法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、加筋地基法、清淤置換回填法等[1]，其中，清淤置換回填是將低液限軟土進(jìn)行置換、夯實(shí)處理，改善軟土路基蠕變、松弛、流動(dòng)、沉降等問(wèn)題[2]，提高軟土路基固結(jié)性能。該方法具有施工簡(jiǎn)單、迅速、方便等特點(diǎn)，適用于排水困難、厚度較薄、表層無(wú)硬殼的淺層軟土。本文結(jié)合廈門市鐘智西三路西段工程，深入研究軟基清淤回填技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用，以期為市政道路施工提供有益的參考。

2 工程概況

本工程為鐘智西三路西段工程，位于福建省廈門市湖里區(qū)。本工程設(shè)計(jì)時(shí)速為20km/h，道路起點(diǎn)銜接云頂北路，終點(diǎn)銜接已建成的鐘智西三路，道路走向?yàn)闁|西向，道路設(shè)計(jì)樁號(hào)總長(zhǎng)度為255.6m，樁號(hào)K0+000～K0+073.519段道路紅線寬度為24m，樁號(hào)K0+073.519～K0+255.574道路紅線寬度為11.5m。

本工程路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土路面，路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100KN，路面設(shè)計(jì)使用年限為10年，地震基本烈度為7度，縱坡為3%～8%，道路橫坡為1.5%，地基回彈模量小于20MPa。

根據(jù)巖土勘察報(bào)告，本工程K0～K0+073.519段現(xiàn)狀場(chǎng)地為農(nóng)田，原狀土為低液限黏土，巖土特征為淤泥、軟土等特殊地質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散不均勻，最大深度為2.5m。經(jīng)觸探試驗(yàn)確定，下層土承載力高于表層土，經(jīng)專家組對(duì)比多種軟基處理方法，本工程采用清淤換填碎石土處理方案進(jìn)行軟基處理，換填深度為3m～3.5m。

3 施工技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策

3.1 清淤施工

本工程施工路段地下水位較高，地表水較多，常年水深位置為2m，排水難度大，給路基開(kāi)挖和后續(xù)施工帶來(lái)一定的困難。為保證清淤回填施工效果，本工程在軟基處理前在路基兩側(cè)開(kāi)挖隔水堤，開(kāi)挖深度為3.5m，并借助抽水機(jī)集中疏干，確保軟基處理范圍內(nèi)地下水快速排除，滿足清淤回填工作界面施工技術(shù)要求。遇無(wú)法疏干路基處理時(shí)，借助施工機(jī)械挖除濕土。

3.2 回填土性質(zhì)

本工程原狀土主要為雜填土和淤泥質(zhì)土，原土方含水率高、軟塑性大，如回填原土方可能影響土方處理效果，導(dǎo)致路基不均勻沉降。針對(duì)該問(wèn)題，本工程在片石回填后置換黏性土回填，并廠拌消解石灰粉進(jìn)行回填土改良，以滿足回填土方性質(zhì)要求。

4 市政道路軟基清淤回填的施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

為便于道路工程軟基處理寬度控制，施工前應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)確定邊樁。邊樁確定后，灑鋪白石灰確定道路開(kāi)挖邊線。正式大面積施工前，選取30m路段作為試驗(yàn)段進(jìn)行施工，以便于檢驗(yàn)施工方法，施工機(jī)械配置組合，石料回填時(shí)機(jī)、厚度、碾壓遍數(shù)等指標(biāo)，待試驗(yàn)段施工完畢經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)同意后按試驗(yàn)段經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展大面積施工。本工程道路場(chǎng)地集中，開(kāi)挖后的土方需集中堆放，且要求堆放場(chǎng)地能夠滿足車輛協(xié)調(diào)、轉(zhuǎn)運(yùn)要求。經(jīng)研究，本工程在臨近施工路段40m處設(shè)置200m2棄土場(chǎng)，機(jī)械開(kāi)挖后集中在棄土場(chǎng)堆放軟土，軟土經(jīng)排水處理后集中轉(zhuǎn)運(yùn)處理。

4.2 清淤施工

開(kāi)挖試驗(yàn)段設(shè)計(jì)深度內(nèi)淤泥和軟土，開(kāi)挖深度不小于2.5m，開(kāi)挖深度按標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和控制，避免超挖。開(kāi)挖后對(duì)軟基路段進(jìn)行整平處理，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)確定軟基處理邊樁，確定路基坡腳、邊溝和路基邊線位置。開(kāi)挖后的土方集中運(yùn)輸至棄土場(chǎng)，經(jīng)排水固結(jié)后轉(zhuǎn)運(yùn)。經(jīng)清淤處理后，對(duì)開(kāi)挖路基進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)度不低于90%，經(jīng)壓實(shí)處理后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收通過(guò)后開(kāi)展回填施工。

4.3 開(kāi)挖邊溝

清淤處理完成后，沿邊溝位置開(kāi)挖深度0.5m、寬度0.2m邊溝（如圖1），采用人工開(kāi)挖溝槽方式，以便于路基基礎(chǔ)排水固結(jié)。邊溝中積水通過(guò)抽水機(jī)械集中抽取排除。

圖1 道路斷面結(jié)構(gòu)示意圖

4.4 片石回填

本工程中，選擇抗壓強(qiáng)度不低于30MPa的片石回填，片石中部厚度不低于15cm。填筑時(shí)，借助自卸汽車將填筑片石運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用推土機(jī)推平，確保填筑厚度及平整度，最后采用振動(dòng)壓路機(jī)和三輪壓路機(jī)碾壓施工，確保填筑壓實(shí)度不低于90%。為確保填筑壓實(shí)度，本工程采用分層回填方式，片石回填厚度為90cm，分層回填厚度為30cm，碾壓厚度控制在30cm～40cm。待片石回填完成后，采用碎石屑等細(xì)料在頂部找平處理，并使用50t激振壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，碾壓遍數(shù)不少于3遍。

4.5 改良土回填

改良土采用黏性土廠拌消解石灰粉方式進(jìn)行改良。石灰粉進(jìn)場(chǎng)前經(jīng)充分消解形成能夠通過(guò)10mm篩孔的粉狀，使用前按《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E51—2009）進(jìn)行驗(yàn)收合格后方可使用。黏性土塑性指數(shù)為12～18，有機(jī)質(zhì)含量控制在10%以內(nèi)，含水率低于20%。將黏性土與石灰粉按5%摻量拌和，經(jīng)檢驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于75MPa后即可回填[3]。本工程中，改良土回填厚度為1.6m，首層回填厚度為30cm，按松鋪厚度40cm進(jìn)行控制?；靥顣r(shí)嚴(yán)格控制回填厚度、寬度，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行找平、壓實(shí)處理。壓實(shí)后及時(shí)檢測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行第2層回填施工。第2、3層回填厚度均為40cm，施工方法與首層施工方法一致，壓實(shí)度不低于90%。

4.6 壓實(shí)施工

本工程中，采用50t激振壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工。碾壓施工時(shí)，先靜壓1遍，不平整部位采用人工補(bǔ)平方式進(jìn)行處理，弱振2遍后進(jìn)行強(qiáng)振碾壓。橫向接頭重疊寬度為輪跡1/3，前后相鄰相接區(qū)段重疊長(zhǎng)度不小于2m，確?；靥钔聊雺簾o(wú)死角、無(wú)漏角，碾壓時(shí)應(yīng)遵循先邊緣后中間、先低后高的原則，確保碾壓均勻。強(qiáng)振遍數(shù)不少于5遍，沉降差控制在2mm以內(nèi)，路基頂部壓實(shí)度應(yīng)大于95%，直至無(wú)輪跡為止。

5 路基沉降監(jiān)測(cè)及質(zhì)量控制措施

5.1 路基沉降監(jiān)測(cè)

本工程中，回填土回填時(shí)同步安裝沉降板，底板采用500mm×500mm鋼板，厚度為10mm，底板與測(cè)桿焊接牢固，測(cè)桿長(zhǎng)度為1.8m，每填筑1層觀測(cè)1次。試驗(yàn)段按15m布設(shè)3處觀測(cè)點(diǎn)，每斷面設(shè)置3個(gè)沉降板，以此觀測(cè)道路中心和左右兩側(cè)路肩沉降量。施工期間收集各點(diǎn)沉降量如下表1、表2所示。

表1 60d累計(jì)沉降觀測(cè)值 （單位：cm）

表2 K0點(diǎn)沉降觀測(cè)值 （單位：cm）

經(jīng)沉降觀測(cè)，本工程回填路基初期沉降量較大，但隨施工進(jìn)行，軟土路基和回填層逐漸固結(jié)，至30d時(shí)沉降幅度達(dá)到最大，60d后趨于穩(wěn)定，45d～60d期間內(nèi)累計(jì)沉降量為3cm，沉降量趨于穩(wěn)定。試驗(yàn)段工后沉降均小于30cm，符合《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD 31—02—2013）中二級(jí)公路容許工后沉降0.3m要求。不均勻沉降量最大值為0.4cm，表明本工程路基整體穩(wěn)定性良好。

5.2 路基軟基清淤回填質(zhì)量控制措施

本工程中，施工質(zhì)量控制措施主要包括以下方面。

5.2.1 片石塊徑控制

為避免片石過(guò)大形成孔隙，進(jìn)而影響回填質(zhì)量，本工程將塊徑超過(guò)50cm、直徑厚度大于20cm的片石采用人工鐵錘解體方式進(jìn)行分解，對(duì)于不能解體的石料進(jìn)行集中揀出棄用?；靥顣r(shí)，將大塊石材平整面置于路基，采用人工回填不平方式進(jìn)行找平處理，待找平后進(jìn)行壓實(shí)處理。

5.2.2 壓實(shí)參數(shù)選擇

本工程靜壓速度控制在1.5km/h以內(nèi)，碾壓速度控制在3km/h，振動(dòng)頻率為25Hz～30Hz。碾壓施工時(shí)，按先兩邊、后中間的原則進(jìn)行施工，輪跡重疊不小于1/3，前后臨區(qū)縱向重疊長(zhǎng)度為2.0m～2.5m，避免出現(xiàn)漏壓、欠壓、死角等問(wèn)題。碾壓施工前，應(yīng)對(duì)松鋪厚度、平整度進(jìn)行檢查，平整度偏差控制在50mm以內(nèi)，超出部位采用人工補(bǔ)平方式進(jìn)行處理。

5.2.3 松鋪厚度確定

在軟基清淤回填時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)松鋪厚度控制，不宜超過(guò)60cm。如松鋪厚度過(guò)大，將形成彈簧效應(yīng)[4]，導(dǎo)致路基壓實(shí)度不足，進(jìn)而造成路基不均勻沉降問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

在市政道路建設(shè)過(guò)程中，軟基處理是道路質(zhì)量檢驗(yàn)合格與否的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，軟基處理的優(yōu)劣直接影響今后車輛在道路行駛過(guò)程中是否順暢以及人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。在市政道路建設(shè)軟基處理施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)化施工方案。在保證質(zhì)量、造價(jià)、工期、安全的情況下，采用經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性指標(biāo)均合理的施工技術(shù)方案，并加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制與管理，確保軟基處理效果達(dá)標(biāo)，進(jìn)而提高市政道路工程施工質(zhì)量。