道路軟基處理設計構思綜述

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相較于普通的城市道路來說，城市居住區之間的道路與其是大不同的。未施工前的居住區之間的城市道路，基本上都是使用路兩側的廢土來堆積的，由于厚度均較大，在施工時就形成了道路基礎的軟基。盡管在處理普通城市道路軟基的問題上有很多種解決方法，但是因為道路處于居住區之間這一地理位置的特殊性，使得我們不得不考慮方案是否會對兩側小區建筑的安全產生不良影響，且不能對居民的生活產生影響。這就加大了處理適合居住區之間的城市道路的問題的難度。所以，確立居住區之間城市道路的軟基處理方案，一直是道路設計的重心。

1.工程概況

此次實施工程的對象區域內土地規劃均為居住、商業、辦公用地，區域內的規劃為：規劃居住區建于玉蘭路兩側，截至目前為止，區域內已建成林業新村東西兩個小區，并且預計將兒童公園建立在道路終點南側。道路全長1011.316m，從南北向，將道路等級規劃為城市次干路I級，道路紅線寬度為24m，橫斷面設置為單幅路形式，雙向四車道：2×7.5m（機動車道）+2×4.5m（非機動車及人行道）＝24m，工程采用瀝青砼路面。經過仔細的勘察，我們發現線路分布的主要地層有素填土、耕土、淤泥質土，第四系（Q）洪沖積粉質黏土、圓礫以及第三系（E）湖相沉積的強風化泥巖、粉砂巖互層，地層自上而下描述為：

1.1素填土①：灰色、灰黃色、灰褐色、褐色、黃褐色，稍濕～濕，土質較為松散，局部屬于稍密、一直到中密狀，主要組成物質為：泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖、黏性土、圓礫等。局部地段含有約15%的礫石，部分地段還夾雜了很少的斷磚頭、瓦礫碎片等建筑垃圾，局部地段夾0.10m～0.50m厚的鐵錳質或鈣質膠結層。

1.2耕土①：褐黃色，微濕，稍密狀，主要由粉性土及礫石組成，含有少量植物根系和有機質，該層場地內主要分布于原山坡地、果園等現狀地形未遭受破壞的地段，厚度徘徊于0.20m～0.80m之間不等，平均厚度達到0.38m，具有高壓縮性。

1.3淤泥質土②：深灰色、灰色，很濕～飽和，主要為軟塑狀，局部呈現流塑狀，組成物質為黏性土、粉土等，含腐殖質、炭化物和有機質，強度較低。

1.4粉質黏土③：黃、紅黃色，主要為硬塑狀，局部呈現可塑狀，黏性和韌性都屬于中等水平，干強度較高，濕水后稍具砂感。

1.5圓礫④：灰黃色，主要為中密狀，局部地段為稍密狀，微濕～飽和，泥質膠結。

1.6泥巖、粉砂巖互層⑤：棕黃色、灰色等，較強的風化性。以下為該項目的主要不良地質路段的分布：填方區：K0+180～K0+340，填方地段與設計路面最大高差約為4.50m，填土至設計路面標高后，軟弱土層（素填土①、淤泥質土②）最厚處達16.20m；K0+120～K0+180及K0+340～K0+640段路基開挖至設計路面標高的出露巖土層為素填土①，邊坡出露巖土層也為素填土①，邊坡高度大部分為0.50m～1.50m，K0+640末端的附近可達到6.00m，這些都需要對設計路面以下的軟弱土層進行地基處理。

2.軟基處理設計

2.1確定軟基處理方案的比較與選擇

某市玉蘭路工程中，我們發現需要進行地基處理的軟弱土層最厚處可達16.20m。玉蘭路位于已建成的東西兩個小區之間，建筑與道路紅線的距離僅20m左右。為確保處理方案的實施不會對兩側小區建筑的安全以及居民的生活產生不良影響，我們針對這種特殊情況，提出了3種方案進行比選。

2.1.1深層攪拌法。深層攪拌法的施工原理是通過將水泥作為固化劑的主劑，使用特制的深層攪拌機械在地基深部就地強制拌和軟土和固化劑，通過使軟土硬結而達到提高地基強度的目的。這種方法對于處理淤泥質土、泥炭土和粉土來說效果顯著，處理后便可很快投入使用。

2.1.2換填墊層法。換填墊層法還可以稱之為換土法。我們所說的換土法是指用穩定性好的土、石代替路基范圍內的軟土，在清除軟土的同時回填并將其壓實或夯實。在道路施工中，通常會開挖并換填天然沙礫或石頭，也就是說在一定范圍內，用挖掘機挖除影響路基穩定性的軟土，并將其替換為天然沙礫或石頭。開挖換填深度應當控制在4m以內，我們將采用“3個分層法”進行是施工，即分層填筑、分層壓實、分層檢測壓實度的方法施工，通過層層遞進、加固從而達到改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩定能力的目的。本次方案主要是采用50cm片石替換已經被挖除的路基范圍內路槽底以下3m范圍內的軟弱土，換填后回填土方，換填施工后應當在其自然沉降穩定后再進行修筑路基。

2.1.3強夯法。所謂的強夯法也可以稱之為動力固結法，其主要原理是用起重機械（起重機或起重機配三角架、龍門架）將8t～40t夯錘起吊到6m～25m的高度后自由落下，通過給地基以強大沖擊能量的夯擊，造成土中產生沖擊波和沖擊應力，并迫使壓縮了土體的孔隙，液化了局部的土體，巨大的沖擊力會在夯擊點周圍產生裂隙，能自然的形成良好的排水通道，孔隙水和氣體溢出，將會重新排列土粒，經時效壓密達到固結，從而進一步提高地基承載力，降低其壓縮性。本次方案采用三遍強夯，單點夯擊能3000kN/m，最后兩擊平均夯沉量小等于50mm。目前強夯法是一種有效的、最常用的、最經濟的深層地基處理加固方法之一。

2.1.4方案對比。通過對上述三種地基處理方案進行比較得知：深層攪拌法更適用于處理居住區之間的城市道路的軟土路基，因其對地層擾動較小而使得處理效果顯著，且經處理后可以很快投入使用。工程施工中，我們推薦采用深層攪拌法用于對玉蘭路的軟基處理。主要原因在于深層攪拌法能在確保工程質量的前提下降低對周邊的影響、縮短路基處理的施工時間。

2.2道路一般路段路基處理

現場土路基的現狀表現為“地表硬殼層”分布薄弱，有的部位甚至沒有“地表硬殼層”，由于地基土的軟弱給宕渣填筑壓實加大了難度。盡管大部分地表都有硬殼層，但其厚度也僅1.0m左右。我們需要針對現場土基表面的各種不同情況，進行土基頂面回彈模量的現場測試。測試結果顯示：淤泥質土基頂面模量為3.0MPa；有硬殼層土基頂面模量也僅為8.0～10.0MPa，此項結果表明，測試結果都未達標，我們應當采用路用性能好的填料進行路基填筑或換填。

2.3橋接坡路段地基處理

對于路堤較高的道路橋接坡路段來說，盡管我們曾采用多種方法來加固軟基，如水泥攪拌樁、碎石樁、CFG樁等，但從多年建設情況來看，其產生的效果實屬一般。采用上述做法加固軟基的例子很多，但最終仍然會出現“橋頭跳車”、路面平整度差等現象，比如：寧波繞城高速、世紀大道及環城北路等施工路段，都曾采用上述做法。究其根本，是由于地基土含水量過高、地基過軟而引起的，恰好這類復合地基法加固不能完全打穿軟土層，這使得豎向地基加固樁體容易出現“懸浮樁”的現象。其實，如若采用排水固結法應對這種深厚超軟土的地質條件，效果要較復合地基法更好。通過對地質資料的認真分析以及對方案的反復論證，針對橋后深層軟基的處理方法，我們決定采用真空—堆載聯合預壓排水固結法的處理方案，這項方案既能節省時間，加速地基固結、又能降低工程造價。此次設計中所涉及的施工對象還包括沿線的4座橋。具體橋臺后地基處理的方案為：20m處是作為與一般路段過渡的銜接段，截至橋后40m處為處理段，橋后60m為地基加固范圍。依據軟土層分布的厚度，我們將排水板的深度設計為12.0～15.0m，排水板間距為1.3m和1.5m。抽真空10～15d后填筑路堤，當開始抽真空時即進行現場沉降觀測。西大河橋接坡東西兩側最大填土高度分別為3.5m和4.0m，開始填筑粉煤灰路堤需要在抽真空2個星期后開始實施；方家河橋橋接坡東西兩側最大填土高度分別為3.5m和3.0m，同樣的，在開始填筑宕渣路堤時需要在抽真空2個星期后，填筑期一個月左右。實測沉降曲線表明，在真空荷載的作用下，地基在開始2周內沉降明顯；隨著時間的不斷前進，沉降速率開始放緩；但在2周后開始填筑路堤荷載后，沉降的速率又開始加速運動，一直到近3個月的時候，沉降速率開始趨于穩定。沉降曲線表明：在采用了粉煤灰輕質材料填筑后，盡管西大河橋頭比方家河橋頭填土高度大0.5m，但相較于總沉降量，結果反而有所減少。

3.道路軟基設計處理原則

3.1軟土地區的地質情況首先要弄清楚，工程地質條件復雜，應進行工程地質分區，以便按分區不同再區別的予以處理。地質工作做得不夠深，在施工時一旦發現可做些補充勘查及勘探工作，對地質情況做進一步的了解。

3.2設計方案要經濟又要合理，還要切實結合當地的實際。

3.3所用材料數量要夠、質量要能夠保證；施工機械數量、規格、性能均能滿足要求。

3.4施工時要嚴格遵守施工技術規范和操作規程辦事，以保證良好的質量，軟土地段特別要注意控制填土的速率，避免和產生其它意外的事情。

3.5監理的工作要跟上，觀測儀具事先要埋置好，及時進行監理和記錄，以保證工程的質量和安全。

4.結語

居住區之間的城市道路，因其地理位置的特殊性，地基處理設計更要注重對周邊環境及居民的影響，因地制宜選擇合理可行的設計方案。