廣州南沙地區(qū)市政道路軟基處理設(shè)計應(yīng)用

吳仰賓

摘要 文章以廣州南沙區(qū)橫瀝島尖市政道路工程為例，介紹了工程概況及廣州南沙地區(qū)地質(zhì)情況，在設(shè)計階段根據(jù)地質(zhì)勘察資料，并結(jié)合擬建道路所在場區(qū)開發(fā)要求，針對項目道路總體設(shè)計和具體實施工條件，為不同路段選用技術(shù)可行、兼顧經(jīng)濟(jì)性好的軟基處理方式，并加以優(yōu)化設(shè)計，以滿足實際工程需要，為打造高質(zhì)量的道路工程奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 軟基處理；堆載預(yù)壓；真空預(yù)壓；水泥攪拌樁；泡沫輕質(zhì)土

中圖分類號 U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 2096-8949（2023）16-0060-03

0 引言

在道路工程設(shè)計過程中，需要深入調(diào)查道路沿線地質(zhì)情況，其中軟土地基具有含水量大，壓縮性高等特點，直接影響到路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，可能使道路路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫或邊坡不穩(wěn)定等質(zhì)量事故[1]。因此，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察資料，合理選用軟基處理方式對軟土地基進(jìn)行加固處理，保證道路工程路基的穩(wěn)定性和承載能力。

1 工程概況

廣州某項目位于南沙區(qū)橫瀝島尖，共包含5條新建市政道路，其中大元路、星燦路為城市主干路，舊南路、義沙路、橫瀝大道東為城市次干路。道路全長約8.9 km。該項目道路組成了一個路網(wǎng)，有較密的水系橫貫路網(wǎng)，每條道路都有跨越河涌的情況，采用橋梁進(jìn)行上跨。為滿足相關(guān)規(guī)劃河涌的不同通航需求、親水平臺凈空要求、防洪排澇，該項目填方高度為3～6 m。

2 工程地質(zhì)

工程區(qū)各巖（土）層的特征如下：

2.1 人工填土層（Q4ml）

①₁雜填土：主要由建筑垃圾、少量生活垃圾及黏性土組成。層厚0.50～4.60 m。

①₂素填土：主要由砂土、黏性土及少量碎石塊等組成。層厚0.50～7.40 m，平均2.34 m。

①₃耕土：主要由少量植物根系和黏性土組成。層厚0.30～2.10 m。

人工填土層結(jié)構(gòu)疏松，為新近堆填，承載力低，工程性質(zhì)差。

2.2 全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）

②₁粉質(zhì)黏土、黏土：軟塑～可塑，局部呈流塑，土質(zhì)不均勻。層厚0.60～7.50 m。該層工程性質(zhì)極差。

②₂淤泥、淤泥質(zhì)土：飽和，流塑，有機(jī)質(zhì)含量0.20%～5.08%，具臭味，局部夾有薄層粉細(xì)砂和碎貝殼。該層常夾②3淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉細(xì)砂層。層厚0.30～31.60 m。該層承載力較低，工程性質(zhì)較差。是擬建場地主要軟土層。

②₃淤泥質(zhì)粉、細(xì)砂：飽和，松散，含少量淤泥質(zhì)，局部相變?yōu)榉?、?xì)砂或粉土。層厚0.50～15.60 m。該層承載力較低，工程性質(zhì)較差。是擬建場地主要軟土層。

②₄中、粗砂：飽和，松散，局部相變?yōu)榈[砂。層厚0.50～4.20 m，平均1.96 m。

3 軟基處理方案

3.1 一般路段軟基處理方案

現(xiàn)狀場區(qū)內(nèi)基本分布有軟土，且厚度較大，淤泥層深度超過25 m，但該項目實施工期要求較松，選擇處理方式可不受工期影響。因為堆載預(yù)壓排水固結(jié)法具有施工簡單，處理深度大，造價便宜的優(yōu)點，故該項目一般路段采用堆載預(yù)壓。

為保護(hù)先建成的橫瀝島尖市政道路，市政道路和局部城市地塊軟基處理區(qū)域統(tǒng)籌建設(shè)，減少道路兩側(cè)地塊開發(fā)時地基處理土體固結(jié)對道路地基產(chǎn)生影響，該項目對主、次干路道路紅線外20 m范圍同步進(jìn)行軟基處理（如圖1堆載預(yù)壓法軟基處理示意圖）。主要處理工藝如下：

排水墊層采用潔凈的中粗砂，厚度為0.5 m，寬出地基處理范圍至少1.0 m。砂墊層中布置橫向和縱向Ф200 mmUPVC排水管，壁厚不小5 mm，管壁打Ф8～10 mm孔，間距10 cm，呈正三角形布置，外包無紡?fù)凉?，橫向排水管間距50 m。沿道路縱向設(shè)置集水井，采用0.8 m混凝土管，間距50 m，集水井管口應(yīng)采取措施長期覆蓋，避免掉入井內(nèi)。

塑料排水板呈正三角形布置，間距為1.2 m。要求塑料排水板穿過淤泥質(zhì)軟土層，設(shè)計最長排水板長度按25 m控制。當(dāng)下覆土層中存在透水砂層時，應(yīng)控制塑料排水板打穿軟土層底面，并進(jìn)入砂層不小于0.5 m。

預(yù)壓荷載與預(yù)壓時間：道路范圍內(nèi)按等載預(yù)壓考慮。堆載預(yù)壓時間暫按6個月考慮，后期預(yù)留觀測期1個月。實際預(yù)壓時間根據(jù)施工監(jiān)測情況確定。

堆載預(yù)壓卸載標(biāo)準(zhǔn)：地基固結(jié)度不小于90%[2]，工后沉降推算值小于設(shè)計容許值，且監(jiān)測的沉降量每月不小于5 mm（連續(xù)兩個月）。

3.2 道路下面有地下空間結(jié)構(gòu)路段

大元路下方規(guī)劃有地下空間等結(jié)構(gòu)物。為改善淤泥土層的土性，方便設(shè)備進(jìn)場施工，為結(jié)構(gòu)工程樁及底板施工提供有利條件，提高地下空間基坑整體穩(wěn)定性，同時不影響基坑工期，大元路采用真空堆載預(yù)壓處理（如圖2真空預(yù)壓法軟基處理示意圖）。主要處理工藝如下：

3.2.1 排水系統(tǒng)

場地清表后鋪設(shè)中粗砂墊層60 cm。塑料排水板呈正三角形布置，間距1.2 m。要求塑料排水板穿過淤泥質(zhì)軟土層，設(shè)計最長排水板長度按25 m控制。當(dāng)下覆土層中存在透水砂層時，排水板距軟土層底面距離按不小于0.5 m控制。

3.2.2 密封系統(tǒng)

在預(yù)壓區(qū)頂部及四周需設(shè)置隔離及密封系統(tǒng)。其中，在水平排水墊層頂部設(shè)置密封膜，在預(yù)壓區(qū)四周設(shè)置密封溝和黏土密封墻。

各分塊邊界及周邊邊界均采用單排Φ700、搭接200 mm淤泥攪拌樁墻密封，密封墻進(jìn)入淤泥層不小于1.0 m。

3.2.3 真空預(yù)壓

將場地劃分成相對規(guī)則的分塊，盡量避免不規(guī)則形狀對真空度的影響。抽真空期間，膜下真空度維持在85 kPa。真空泵按800～1 200 m²布置一臺，射流泵功率為7.5 kW。

3.2.4 卸載

真空堆載預(yù)壓時間暫按4個月實施，實際預(yù)壓時間根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測情況確定。真空堆載預(yù)壓卸載標(biāo)準(zhǔn)：一般情況下連續(xù)10 d平均每天地基的沉降量小于2 mm時且地基固結(jié)度≥90%時可卸載停止預(yù)壓。

3.3 橋頭路段軟基處理方案

由于橋頭路堤填土較高，同時為道路與結(jié)構(gòu)剛?cè)徙暯舆^渡段，為避免橋頭沉降過大導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象，采用泡沫輕質(zhì)土+水泥攪拌樁處理法進(jìn)行軟基處理（如圖3水泥攪拌樁處理示意圖）。主要處理工藝如下：

3.3.1 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁呈正三角形布置，樁徑為0.5 m，樁間距1.1 m，攪拌樁應(yīng)穿過軟土層，進(jìn)入砂層或黏土層0.5 m以上，設(shè)計最長攪拌樁長度按20 m控制。水泥攪拌樁頂鋪設(shè)30 cm厚碎石墊層。碎石墊層頂部及底部各鋪設(shè)一層土工格柵。

3.3.2 泡沫輕質(zhì)土[3]

鋼絲網(wǎng)片：在輕質(zhì)土路基距離頂、底部0.5 m和1 m處分別設(shè)置一層3.2 mm@10 cm×10 cm鍍鋅鋼絲網(wǎng)片，搭接時縱向搭接20 cm，橫向不搭接。

輕質(zhì)土澆筑時兩側(cè)邊坡臺階為寬0.75 m，高0.5 m。輕質(zhì)土路堤兩側(cè)采用0.5 m厚黏土進(jìn)行包邊（如圖4泡沫輕質(zhì)土處理示意圖）。泡沫輕質(zhì)土按水平分層澆筑施工，每層厚度應(yīng)小于0.8 m。澆筑時，須從軟管的前端直接澆筑，且出料口要埋入輕質(zhì)土中。泡沫輕質(zhì)土頂面沿路基橫向及縱向設(shè)置水平臺階，通過臺階調(diào)整輕質(zhì)土頂面縱、橫斷面坡度。臺階與路面結(jié)構(gòu)層的間隙采用水穩(wěn)層找平。

4 結(jié)語

在道路設(shè)計中經(jīng)常遇到軟土地基，如不進(jìn)行有效處理將影響道路使用效果甚至可能導(dǎo)致工程事故的發(fā)生，因此，在設(shè)計階段應(yīng)根據(jù)勘察資料，并結(jié)合擬建道路所在場區(qū)開發(fā)要求、設(shè)計填土高度的不同，針對項目具體實施工期條件及道路結(jié)構(gòu)特點，選用技術(shù)可行、兼顧經(jīng)濟(jì)性好的軟基處理方式，才能使工程的質(zhì)量得到有效保障。

參考文獻(xiàn)

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