沼澤地路基處理技術(shù)

湛 威

（渭南市秦泰工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，陜西西安 710119）

1 工程概況

依托工程為西藏某四級公路，路線全長 95 km，其中 2 km 穿越沼澤地。沼澤地表層以淤泥質(zhì)土為主，富含有機(jī)質(zhì)，地下水位極高，夏季可見局部表層積水，草甸下的淤泥質(zhì)土層承流動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定性差，不能作為路基基礎(chǔ)，故需對其進(jìn)行處理。

2 沼澤地地質(zhì)情況分析

沼澤地路基的地基土從上至下為：（1）淤泥質(zhì)土含有機(jī)質(zhì)，厚 1.5～2.5 m，飽和，流塑為主，部分軟塑；（2）粉砂層，厚 5～10 m，飽和，稍密；（3）礫石層。

3 沼澤地路基處理

3.1 方案比選

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，常規(guī)松軟地質(zhì)路基處理方法有水泥攪拌土路基處理、高壓旋噴樁工藝處理、塊石換填路基處理 3 種。

水泥攪拌土路基處理及高壓旋噴樁工藝處理均需使用振動(dòng)較大的大型樁機(jī)類設(shè)備，施工工藝較復(fù)雜，施工難度較大，而該項(xiàng)目沼澤地地基地表承載力極低，夏季積水，人畜均可能下陷，一旦下陷，救援十分困難，且當(dāng)?shù)厝狈λ嗟冉ㄖ牧?，因此前兩種處理方案均不適用。

用塊石將軟弱地基換填，然后在其上進(jìn)行路基施工，因整體性好，對地基要求不高，抗傾覆能力強(qiáng)，在粉砂中抗震適應(yīng)性良好，施工工藝簡單，施工難度低，且當(dāng)?shù)貕K石資源極為豐富，可就地取材，因此采用塊石換填路基處理方案。

3.2 路基受力分析[1]

路基在工作中，同時(shí)受到車輛荷載及路基和路面的自重作用，土質(zhì)路基受力時(shí)，不同深度 Z 范圍內(nèi)的應(yīng)力按下式計(jì)算：

式（1）中：σ1為車輛荷載引起的應(yīng)力；K 為應(yīng)力系數(shù)；P 為車輛荷載，kN；Z 為荷載下的垂直深度，m。

式（2）中：σ2為土基自重引起的應(yīng)力；γ為土的容重，kN/m3；Z 為荷載下的垂直深度，m。

因此，土基中任一點(diǎn)受到的豎向壓應(yīng)力為σZ=σ1+σ2。

3.3 路基工作區(qū)

由上述應(yīng)力計(jì)算公式可以看出，車輛荷載產(chǎn)生的垂直應(yīng)力σ1隨深度的增加而減小，自重應(yīng)力σ2則隨深度的增加而增大，因此，車輪荷載在土基中產(chǎn)生的應(yīng)力σ1與土基自重應(yīng)力σ2之比σ1/σ2亦隨之急劇變小。如果此比值減小到一定數(shù)值，例如0.1～0.2，即在某一深度 Za 處，行車荷載在土基中產(chǎn)生的應(yīng)力僅為土基自重應(yīng)力的 1/5～1/10，與土基自重引起的應(yīng)力相比，車輛荷載在 Za 以下土基中產(chǎn)生的應(yīng)力已經(jīng)很小，可忽略不計(jì)。把車輛荷載在土基中產(chǎn)生應(yīng)力作用的這一深度范圍叫路基工作區(qū)。

目前國內(nèi)最大載重汽車的單軸荷載對路基的最大影響深度為 2.4 m，對路基的最小影響深度為1.0 m，因此，路基工作區(qū)一般為 1.0～2.4 m，這也是沼澤地的有效處理深度。

3.4 處理范圍

該項(xiàng)目路基寬度為 6.5 m，根據(jù)一般松軟地質(zhì)地基處理經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際情況，沼澤地路基處理范圍在路基寬度 6.5 m 的基礎(chǔ)上每邊各加 3 m。

3.5 處理要求

采用塊石換填路基處理要求先采用人工、機(jī)械配合方式挖除沼澤地表層全部淤泥質(zhì)土，然后換填塊石。需分層攤鋪壓實(shí)，壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)需滿足相關(guān)規(guī)范要求,如表1[2]。

表1 中硬石料壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

3.6 施工組織

在充分了解沼澤地的地質(zhì)特性上，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）盡量選擇有施工過類似基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)的人員或隊(duì)伍；

（2）沼澤內(nèi)施工不能使用大型設(shè)備；

（3）交通運(yùn)輸需要鋪設(shè)臨時(shí)便道。

沼澤地土層成流動(dòng)狀態(tài)，地質(zhì)條件差，承重力差，材料運(yùn)輸?shù)碾y度大，主要集中在人力運(yùn)輸。在人力運(yùn)輸?shù)倪^程中，不能破壞最上面的一層草皮，草皮一破壞，人（或材料）就會(huì)往下陷，為了避免這種情況，在人力運(yùn)輸前，需要專門鋪設(shè)一條人力運(yùn)輸通道。

人力運(yùn)輸通道鋪設(shè)方法：

（1）在取得牧民戶主的同意后，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，確定人力運(yùn)輸通道走向；

（2）編制木筏，規(guī)格為長寬 3 m×2.5 m；

（3）鋪設(shè)木筏，將木筏鋪設(shè)在已確定的通道上，木筏的接頭處應(yīng)用鐵絲連接牢固，3 根木桿均勻地?cái)R在木筏上面，木板鋪在木桿上面，同時(shí)將木筏、木桿、木板用鐵絲連接。

3.7 施工工藝[3]

沼澤地地質(zhì)條件差，需選擇有施工過類似基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)的人員或隊(duì)伍，具體施工工藝如下：

（1）先做好圍堰，采用人工、機(jī)械配合方式抽排水，水泵應(yīng)放在竹籃中，與淤泥隔離，防止淤泥填塞泵口。

（2）待排水到一定程度后（一般排水 3 d）開始挖掘，采用人工、機(jī)械配合方式清淤，挖除沼澤地表層全部淤泥質(zhì)土。開挖過程中，應(yīng)及時(shí)排水、抽砂，水泵應(yīng)放在竹籃中，與淤泥隔離，防止淤泥填塞泵口，同時(shí)準(zhǔn)備好抽砂泵與抽水泵配合使用。

（3）人工清理，換填塊石，分層攤鋪壓實(shí)，壓實(shí)度需滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（4）整個(gè)施工過程設(shè)立專人監(jiān)護(hù)，其余安全措施未盡事宜按相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。

4 結(jié)語

通過工程實(shí)踐證明，該項(xiàng)目采用塊石換填處理沼澤地路基是一種行之有效的處理技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、簡單易行的特點(diǎn)。

［1］JTG B01—2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

［2］JTG D30—2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［3］中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路設(shè)計(jì)手冊 路基(第二版)[M].北京:人民交通出版社,1996.

［4］JTG F10—2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].