肇慶地區(qū)道路工程軟土路基處理方法

張家利

中鐵城市規(guī)劃設計研究院有限公司 安徽 蕪湖 241000

廣東省肇慶市某道路工程，線路長約3km，路基填高6~12m左右，屬高填方軟土路基。工程場地位于西江流域，場地地貌屬于山前沖積平原的河流侵蝕堆積地貌，地貌多樣，丘陵連綿起伏，農田溝塘河網縱橫交織，道路路線基本分布河塘溝谷中。地表分布Q4ml雜填土：灰黑色，濕，成分主要有黏土夾雜植物根系組成，分布厚度0.8m~2.8m；以下Q4dl淤泥：黑色，流塑，飽和，含水量84.1%，孔隙比2.18，含有機質和腐殖質含有機質，有腐味和腥臭味，分布厚度2.10～9.40m；下伏Q4el黏土：棕紅色，硬塑，揭露厚度在14.70～34.10m。該工程重難點在厚軟土高填方路基的穩(wěn)定和沉降的控制。

1 軟土地基處理方案選擇

對于軟土地基處理的方法主要有換填法、排水固結法和復合地基處理，三類方法的適用范圍和優(yōu)缺點見表1。

表1 軟土路基處理方案

在收集項目區(qū)域內軟基處理成功經驗的基礎上，根據項目具體情況及地質特點，結合表1對比分析，項目推薦采用以下處理方案：

（1）換填法

對表層軟土進行換填處理，形成人工“硬殼層”。對于河塘范圍，排除河塘水后，挖除河塘表層浮泥（淤泥），然后回填素土分層壓實，換填厚度2m。施工應采用逐段開挖、逐段填筑的原則，及時對開挖部位進行回填，逐層碾壓。換填土層采用機械靜壓法分層碾壓，減小對基底軟土層的擾動。

（2）塑料排水板+堆載（欠載）預壓

一般路段路基采用塑料排水板結合堆載（欠載）預壓方法處理，以加速淤泥土層固結速度，提高地基承載力。塑料排水板間距1.0m，三角形布設。施工工藝流程嚴格按照相關規(guī)范和施工技術要求進行。

（3）CFG+塑料排水板+堆載（欠載）預壓

橫向填挖交界路段采用CFG+塑料排水板+堆載（欠載）預壓處理，防止不均勻沉降，造成后期路面開裂。CFG樁徑0.50m，樁距2.0m～2.5m，正方形布置。同時為減小超靜孔系水壓，增設塑料排水板，樁距2.0m～2.5m，正方形布置。

（4）不同處理方案的過渡

軟土地基差異沉降在路面的表現為路面縱坡的變化，過大的差異沉降必然引發(fā)路面的縱坡變化劇烈，以致出現橫向裂縫或“跳車”。對于復合處理路段和非復合路基處理路段之間，一般設置兩級過渡段，第一級為樁體的樁間距由密變疏，和緩的降低地基剛度，第二級為疏樁和非復合路基設置土工格柵，加強路基的整體性。

（5）反壓護道

本項目為厚軟土高填方路基，原地基承載能力差，為了防止路基失穩(wěn)，在路基兩側填筑一定寬度的反壓護道，反壓護道寬度 25m，高度 5.0m。反壓護道與路基同時施工，壓實度要求不小于85%。以增加邊荷載的措施，保持原地基的穩(wěn)定性。

2 軟土路基設計計算

2.1 軟土路基設計標準

（1）路堤穩(wěn)定計算采用有效固結應力法。地基沉降量采用分層總和法（Es及e-p 曲線）計算主固結沉降 Sc。總沉降采用沉降系數與主固結沉降計算，沉降系數采用1.1～1.4。

（2）壓縮層計算深度控制原則為計算層底面附加應力與有效自重應力之比不大于 0.15；對于淺薄層軟土路段，計算至相對硬層為止。對于基巖埋深較淺路段，計算至基巖層頂。

（3）容許工后沉降。涵洞或箱形通道處≤0.30m，一般路段≤0.50m。

（4）穩(wěn)定安全系數。采用有效固結應力法計算，穩(wěn)定安全系數不小于1.2。

2.2 工后沉降和穩(wěn)定計算

（1）塑料排水板處理軟基計算

一般路段采用塑料排水板聯合堆載（欠載）預壓處理方案，塑料排水板長度需打穿淤泥層，長度采用12m，間距1.0 m，等邊三角形布置，反壓護道寬度 25m，高度 5.0m；采用理正巖土計算軟件6.5Pb2，輸入勘察鉆孔各地層參數（見表2）及工期要求，計算得出本段總沉降量 300.4cm，工后沉降22.2 cm，穩(wěn)定性系數1.206，滿足相關規(guī)范要求。

表2 巖土參數建議值

（2）塑料排水板聯合CFG樁處理計算

塑料排水板長度采用12m，間距2.0m，正方形布置，CFG樁長度15m，間距2.0m，正方形布置；采用理正巖土計算軟件6.5Pb2，輸入勘察鉆孔各地層參數（見表2）及工期要求，計算得出本段總沉降量117cm，工后沉降29.9cm，穩(wěn)定性系數1.396，滿足相關規(guī)范要求。

3 軟土路基施工技術要求

3.1 材料技術要求點

（1）塑料排水板

塑料排水板寬度100mm，厚度4mm；單位重不小于90g/m；縱向通水量不小于40cm3/s。

（2）排水墊層

在塑料排水板頂設置排水墊層，墊層采用砂墊層，滲透系數不小于5×10-3cm/s，含泥量不大于5%。排水墊層兩側設置30cm×30cm縱向碎石盲溝，每隔5m設置30cm×30cm橫向碎石盲溝將固結水排出路基范圍，盲溝用反濾土工布包裹。

（3）鋼塑格柵

鋼塑格柵采用雙向鋼塑格柵，拉伸屈服強度≥80KN/m，延伸率≤3%，其技術指標嚴格執(zhí)行相關規(guī)范標準。

3.2 CFG樁的施工要求

（1）CFG樁施工應符合下列要求

CFG樁混合料應嚴格按照成樁試驗確的定配合比拌制，應均勻攪拌，混合料攪拌時間不得少于1min。CFG樁可采用長螺旋或振動沉管法，具體方法可根據現場實際情況和試驗確定。成樁過程中，應抽樣做混合料試塊，每臺機械一天應做一組（3塊）試塊（邊長為150mm的立方體），標準養(yǎng)護28d，測定其抗壓強度。

（2）塑料排水板堆載預壓的施工要求

塑料排水板必須經檢驗合格后方可使用?，F場存放塑料排水板應防止陽光照射、污染和破損。及時清除施工豎向排水體帶出的淤泥，避免污染排水墊層或者盲溝。含有污染土的路段應對固結排出的污水進行隔離和收集，并經處理達到國家相關標準后再排放。宜采用履帶式放工設備，塑料排水板宜采用長菱形套管。應沿線路每約20m試打豎向排水體以確定打設深度。橫向軟土分布差異較大時，沿橫向也應打豎向排水體。應及時清除掩蓋排水墊層的路堤填料，保證排水順暢。

4 軟土路基監(jiān)測

除施工單位進行相關施工監(jiān)控外，項目建設單位應委托經驗豐富的專業(yè)隊伍進行第三方監(jiān)控，且第三方監(jiān)測斷面的數量應大于總斷面的30%。

（1）依據

軟土路基施工期間應進行動態(tài)觀測。二級及二級以上等級的公路，施工過程中必須進行沉降和水平位移觀測。

（2）監(jiān)測目的

檢驗軟土路基的處治效果；控制道路路堤的填筑速率，用于路堤施工過程中的穩(wěn)定性控制，確保道路施工期的路堤安全。

（3）監(jiān)測項目

堆載預壓過程中道路路堤各路段的沉降量及沉降速率；堆載預壓過程中道路路堤兩側的地表土水平位移以及深層土水平位移。

（4）監(jiān)測斷面布置

根據規(guī)范和設計要求，結合項目地形在適當的路段布置沉降監(jiān)測斷面，并設置相應的觀測點，埋設相關儀器。監(jiān)測相關準備工作完成以后才能進行路基填土。在項目開工前應提出較為系統(tǒng)的沉降監(jiān)測方案，審批后按方案實施，以便于指導施工。

（5）監(jiān)測標準

施工期間宜按道路中心線的地面沉降速率應每晝夜不大于10～15mm、路基坡腳水平位移速率應每晝夜不大于5mm，以控制路堤的穩(wěn)定性。待滿足穩(wěn)定標準時，可以進行下一層路基填筑，施工過程必須嚴格控制速率。填土時，按監(jiān)測頻率進行監(jiān)測，符合標準時才能加下一級荷載。當沉降或位移超過標準時，應立即停止路堤填筑。

（6）觀測斷面布設

地表沉降觀測斷面宜每50m布設一處；在橫向填挖交界處可在填方側布設。在道路路基地質條件差、地形變化較大的路段應根據情況對觀測斷面加密。

（7）監(jiān)測頻率

施工期間，應每填筑一層進行一次沉降觀測；路堤填筑高度達到極限高度之后應每天進行沉降觀測一次；若臨時中斷施工或處于加載間隙期，可3d進行觀測一次。在堆載預壓期間，第一個月內應每天進行沉降觀測一次，第二個月至第三個月宜每7d進行沉降觀測一次，從第四個月起到堆載預壓期末可每15d觀測一次。

（8）路面鋪筑

道路路面鋪筑應在路基沉降穩(wěn)定后實施，一般采用雙控標準進行控制：一是工后沉降量需小于設計或規(guī)范要求容許值，二是要求在路基完成后連續(xù)2個月的觀測沉降量，應每月不超過5mm，然后再進行路基調平到達路基設計標高，再加鋪道路路面結構層。

5 結語

道路工程涉及深厚軟基和高填方處理方案時，應充分調查和收集區(qū)域內相關項目的處理經驗、項目地質特點和周邊環(huán)境條件，綜合確定處理方案。選擇合適的軟基處理方案是道路軟基處理的關鍵，項目通過方案比較，提出適合的軟土地基處理方案，并結合工后沉降、穩(wěn)定性計算驗證，為肇慶地區(qū)深厚道路軟基處理積累經驗。