珠江三角洲區(qū)域道路地基處理設(shè)計

梁亮

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院集團股份有限公司，廣州 510000）

1 引言

江門市位于珠江三角洲平原區(qū)，根據(jù)地質(zhì)報告，項目所在地特殊性巖土主要為軟土。軟土一般具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強度、低透水性、不均勻性等特點，在外加荷載及其自重的作用下，極易出現(xiàn)剪切破壞，產(chǎn)生沉降變形[1]，尤其是路基與橋涵構(gòu)造物等銜接處的差異沉降，會影響道路使用質(zhì)量，嚴重時會危及行車安全。此外，當路堤較高，施工速度較快，路基邊坡坡度過陡及地基承載力不足時，若對軟土地基處理不當，也極易引起路堤邊坡的滑動失穩(wěn)。因此，為了保持地基穩(wěn)定，保證地基具有足夠的承載力，必須對軟土地基進行加固處理。

2 工程概況

五邑路位于江門市江海區(qū)及新會區(qū)，現(xiàn)狀存在車流量大、平交口多、交通混行、內(nèi)澇嚴重等問題，迫切需要進行升級改造。依據(jù)詳勘成果，結(jié)合舊路竣工圖資料，項目區(qū)普遍分布有軟土，舊路部分路段采用排水固結(jié)點處理措施，局部采用復(fù)合地基進行處理，如粉噴樁、攪拌樁等，路面沉降已趨穩(wěn)定。

3 路基處理

3.1 總體建議

對于加寬路基和新建橋頭路基，在外加荷載及其自重的作用下極易出現(xiàn)剪切破壞，產(chǎn)生沉降變形，尤其是路基和橋涵構(gòu)造物等銜接處的差異沉降超出一定范圍時，會危及行車安全。此外，當路堤較高，路基邊坡坡度過陡及地基承載力不足時，若對軟土地基處理不當，也極易引起路堤邊坡失穩(wěn)。因此，為保障地基的穩(wěn)定性，應(yīng)在施工前進行地基加固處理。根據(jù)該地區(qū)的具體情況，可采用換填法和復(fù)合地基進行處理。復(fù)合地基可選用水泥攪拌樁、釘形雙向水泥攪拌樁、CFG 樁（水泥粉煤灰碎石樁）、管樁等[2]。

在橋位區(qū)，若選擇摩擦樁基礎(chǔ)，對橋梁樁基承載力進行計算時，應(yīng)結(jié)合樁基地面的荷載分布，綜合考慮軟土的自重及固結(jié)強度，并計算軟土引起的負摩阻；進行橋梁上部結(jié)構(gòu)施工時，應(yīng)根據(jù)施工工藝的特點，對軟土分布區(qū)域進行地基變形及強度驗算，并采取一定的措施，以確保施工安全。

3.2 路基處理方案設(shè)計

3.2.1 橋頭路基處理設(shè)計

為了減少路基在橋臺臺背位置產(chǎn)生的不均勻沉降，進而減輕跳車現(xiàn)象、提高車輛行駛的舒適性，對橋梁橋臺臺后路基的填筑需進行特殊處理。

1）橋臺后3 m+H（H=路床底標高-基礎(chǔ)頂面標高）范圍內(nèi)填筑砂礫。砂礫材料應(yīng)均勻、密實、顆粒級配良好，鋪設(shè)完成后，應(yīng)滿足最小強度要求和壓實度≥96%的要求，路床填料最大粒徑應(yīng)小于100 mm。

臺后填筑宜待橋臺施工及架梁完成后，且橋臺混凝土強度達到設(shè)計強度后進行。

2）臺后路基填筑要求

臺背或墻后填土應(yīng)分層回填壓實，分層松鋪厚度宜小于20 cm；當采用小型夯實機或小型振動壓路機時，松鋪厚度不宜大于15 cm，并應(yīng)充分壓實。

橋臺臺后填土宜與錐坡填土同時進行。對于扶壁臺和薄壁臺，宜在梁體安裝完成后，在兩側(cè)平衡地進行填土；對于柱式、肋式和座板式橋臺，宜在柱和肋柱側(cè)對稱、平衡地進行填土。涵洞填土應(yīng)在涵洞兩側(cè)對稱均勻分層回填壓實。

3）包邊土施工

包邊土應(yīng)和臺后填料同步施工，并應(yīng)分層壓實。包邊土應(yīng)采用亞黏土或黏土，液限小于50%，塑性指數(shù)大于8、小于26。在進行包邊前，應(yīng)就土的物理性質(zhì)進行室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗。包邊土應(yīng)分層壓實或夯實，壓實度與一般填土路基相應(yīng)層位的壓實度一致。

3.2.2 新舊路基拼接設(shè)計

本項目為舊路拓寬改造項目，對于舊路擴建段，設(shè)計過程中的主要問題是如何處理填方段新舊路基間的銜接，減少新舊路基間的不均勻沉降。為保證加寬路基與舊路基的良好銜接，新舊路基銜接技術(shù)要點如下。

1）路基邊坡及基底清方

原路基邊坡兩側(cè)拆除既有防護圬工及排水工程后，清除原有厚30 cm 的耕植土，清除路基邊坡內(nèi)的樹根雜草等雜物。兩側(cè)舊路基坡腳至加寬路基坡腳范圍內(nèi)，清除土路肩寬75 cm，回填合格土后碾壓，其壓實度應(yīng)不小于90%，清坡土和基底清表土不得用作路基填料。

2）新舊路基銜接

對舊路基邊坡進行清坡處理后，在舊路基邊坡上開挖臺階，臺階底向內(nèi)傾斜坡度為3%，自下而上開挖，臺階寬度不小于1.5 m，高度宜為1.0 m。路堤填料選用透水性及級配良好的砂礫材料，填料的最小強度和壓實度等應(yīng)滿足路基填料的規(guī)范要求。在每級臺階上鋪設(shè)1 層雙向鋼塑土工格柵，格柵鋪設(shè)長度不小于5 m，其中，伸入舊路基部分寬1.5 m，并用U形釘固定在臺階上，與舊路基銜接端部利用φ16 mm 短錨錨固，其余伸入擴建路基部分。復(fù)合地基處理段基底應(yīng)滿鋪土工格柵。

路基壓實效果決定了新舊路基的拼接施工質(zhì)量，路基拼接位置應(yīng)增加壓實功及碾壓次數(shù)，以減少新舊路基間的差異沉降，碾壓遍數(shù)為10～15 遍。

當加寬寬度小于1.0 m 時，既有邊坡需超挖、翻填，超挖寬度不小于2.0 m，嚴禁出現(xiàn)貼坡現(xiàn)象。

3）拓寬段路基的地基處理

為減小新舊路基之間的不均勻沉降，拓寬路段路基原則上應(yīng)采用強處理的方式，即根據(jù)地質(zhì)勘察報告選擇合適的復(fù)合地基處理方式。

3.2.3 軟土路基處理設(shè)計

本項目位于珠江三角洲平原區(qū)，地面坡度平緩，高差在2.2～5.4 m，項目周邊有農(nóng)田、小河、魚塘，涌溝縱橫，線路上跨睦州水道、4 條小型河涌（江睦路至勝利南路段）、江門河及江門水道。本項目路線所經(jīng)地區(qū)多為稻田、耕地、魚塘、廠房以及大型住宅小區(qū)。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告：本項目特殊地基主要為軟土地基，項目所在區(qū)域存在的不良地質(zhì)為局部分布的飽和砂土地震液化和軟土震陷。項目區(qū)普遍存在軟土的分布，層厚不均勻，厚約0.90～24.20 m，平均厚度為6.51 m。層面起伏很大，厚薄不均。

結(jié)合本項目實際特征，項目為舊路拓寬改建，舊路原設(shè)計為堆載預(yù)壓處理，舊路經(jīng)多年使用沉降趨于穩(wěn)定，項目特殊路基設(shè)計主要以控制新舊路基不均勻變形為主，兼顧路基穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)承載力及使用性能。根據(jù)原位測試成果及土工試驗報告，本項目軟土地基的處理方法及處理原則如下：

1）主線拓寬段：主線拓寬范圍采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理。主線拓寬段軟基處理斷面如圖1 所示。

圖1 主線拓寬段軟基處理斷面

2）主線橋頭引道段：（1）引道路堤高度Hw≥2.0 m 時，路段路基采用高壓旋噴樁處理；（2）引道路堤高度Hw＜2.0 m時，路段舊路范圍不處理，加寬范圍采用水泥攪拌樁處理。

3）一般輔路路段：（1）路堤高度＜1.0 m 的一般輔路路基，路床100 cm 范圍采用換填砂礫處理；（2）路堤高度≥1.0 m的一般輔路、過魚塘路段或地下設(shè)計有大型箱涵等構(gòu)造物路段輔路，采用加固土樁復(fù)合地基處理；（3）既有橋涵加長路段輔路，臺后（涵底）采用加固土樁復(fù)合地基處理，臺前設(shè)置過渡段。

3.3 軟土地基處理設(shè)計參數(shù)

1）水泥攪拌樁：樁徑為50 cm，樁體所用水泥為42.5R 級及以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比宜為0.45～0.55，水泥摻和量為20%～25%，設(shè)計推薦水泥量70 kg/m3，具體水泥摻量數(shù)值根據(jù)試樁確定。

一般主路/輔路范圍樁間距為1.3 m；橋頭路段或設(shè)有較寬渠箱路段樁間距為1.1 m；一般路段采用正三角形布置，橋頭路段沿橋幅方向采用矩形布置。路基橫向?qū)挾确秶鷥?nèi)，處理至路基兩側(cè)坡腳處，對于拼接路基，舊路基削肩設(shè)置挖臺階后從第一級臺階邊緣開始布置。樁頂設(shè)置30 cm 砂墊層和30 cm碎石褥墊層[3]。

2）高壓旋噴樁：樁徑為50 cm，采用等級為42.5R 普通硅酸鹽水泥，漿液為純水泥漿,水灰比1∶1，設(shè)計水泥量為180 kg/m3。

一般主路/輔路范圍樁間距1.8 m；橋頭或設(shè)置較寬渠箱路段樁間距1.5 m，均采用矩形布置。路基橫向?qū)挾龋幚碇谅坊鶅蓚?cè)坡腳處，對于拼接路基，舊路基削肩設(shè)置挖臺階后從第一級臺階邊緣開始布置。舊路范圍內(nèi)高壓旋噴樁可不設(shè)置工作墊層。

3）換填處理：換填處理視地質(zhì)及現(xiàn)狀道路與設(shè)計線位的相對關(guān)系，對一般輔路段設(shè)計路面結(jié)構(gòu)層以下的100 cm 范圍路床進行換填砂礫處理[4]。

4 結(jié)語

江門位于珠江三角洲平原區(qū)，水系發(fā)達，江門水道及其小河道等水系呈網(wǎng)狀分布，為地下水滲入補給提供了充足水源，普遍存在軟土層。若不能對其進行有效的處理，將直接影響行車的安全性和穩(wěn)定性。地基的處理應(yīng)嚴格按照相關(guān)的規(guī)范和標準，同時，還需結(jié)合項目情況具體分析，根據(jù)土層的物理力學(xué)性質(zhì)，合理選取路基處理方法，提升道路的穩(wěn)定性和舒適性。