肋式換填在軟土路基處理中的應(yīng)用

王磊

(中國市政工程西南設(shè)計研究總院，四川 成都 610081)

0 引言

軟土在我國分布極為廣泛，幾乎遍布沿海和河流的中下流及湖泊附近地區(qū)，其中最具代表性的是淤泥。成都是典型的岷江、沱江沖積平原，道路建設(shè)工程中經(jīng)常要直面軟基處理問題。

軟土路基處理方法很多，其中采用人工或機械挖除公路路堤下濕軟土部分，重新?lián)Q填強度較大的砂礫石，并分層填筑碾壓成型，這是道路工程中常用的、比較簡單的一種方法。但如何提高換填土層法的經(jīng)濟效益，進行了一定的嘗試，即肋式換填法。本文在現(xiàn)有換填土層法的基礎(chǔ)上，綜合碎石振沖樁的原理進行合理嫁接，積極嘗試，旨在保障路基穩(wěn)定的前提下降低道路工程中軟基處理的費用，使路基處理做到經(jīng)濟合理。

1 工程概況

成都市新都區(qū)鴻運大道西延線為城市主干道II級，紅線寬度40 m，其中有260 m左右穿過蜿蜒曲折的三斗泄洪河道。此范圍底層為均勻性較好的含土卵石層，承載力較高，是良好的路基持力層及下臥層，但含土卵石層之上有軟弱土層4～5 m，且地下水位在豐水期出現(xiàn)在地面下1 m左右（洼地除外），因此必須處理。

2 處理方案的選定

軟土地基處理方法很多，歸納起來有五大類，即：換填土層、排水固結(jié)、振動擠密、膠結(jié)和加筋等。根據(jù)成都市周邊的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及建設(shè)方對工期的安排需要，初步選定換填土層法。經(jīng)初步測算，僅此處軟基處理就需換填的土方量約為52 650 m3。換填材料方面，新都區(qū)范圍內(nèi)的素土含水率均高于最佳含水率，且此處地下水位較高，不宜采用，因此必須優(yōu)化處理方案，因此，方案的確定至關(guān)重要，是按照傳統(tǒng)思維全部換填，還是另辟蹊徑，選擇一種易施工，省投資，保質(zhì)量的新方法，最終選擇了后者。《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）中砂石振沖樁的基本原理及常用做法是采用機械振動將碎石打入軟弱土層并擠密周圍的軟土層，碎石振沖樁的樁徑一般為1 m左右，整體呈等邊三角形、正方形、矩形等布置，按照這個思路，演繹到本工程的軟基處理方案，發(fā)現(xiàn)不可取。主要原因在于，如果采用單純的碎石振沖樁，一是碎石振沖樁的投資并不比換填節(jié)約多少，二是碎石振沖樁的機械根本就無法進場，三是工期緊張。雖然此方案被否決了，但是碎石振沖樁的提高地基承載力的基本原理不就是置換加擠密么？由此決定將其基本原理結(jié)合換填法再結(jié)合本工程的實際情況做肋式換填。其基本思路是首先清除車輛荷載影響深度范圍內(nèi)的路基軟弱土，即路面設(shè)計高程向下2.8 m范圍內(nèi)的軟弱土。本工程道路設(shè)計高程高于現(xiàn)狀地面1.5 m左右，因此僅需全部清除現(xiàn)狀地面以下約1.3 m范圍內(nèi)的軟弱土。其下的再采用工地上現(xiàn)有的現(xiàn)代R225挖掘機沿道路縱向挖出一條寬度等于挖掘機爪寬度即1.2 m寬的深溝，深度直至含土卵石層，在挖掘的同時，由卡車配合將事先準(zhǔn)備好的人頭石填筑其中。等第一條溝完工后，再進行兩側(cè)第二、第三條溝的填筑工作，每條溝凈間距1.2 m，即回填后的路基剖面呈現(xiàn)出如圖1所示的結(jié)構(gòu)形式，即肋式結(jié)構(gòu)。

圖1 肋式回填橫斷面圖（單位：m）

等軟土路基范圍全部換填完畢后，采用19 t大型壓路機開強震檔碾壓密實，其中一部分人頭石被擠進兩側(cè)的軟土層，一小部分軟土被震出并清除。由此，路床部分處理完畢。其上路基0～1.5 m范圍內(nèi)采用合格填料分層回填完畢后，經(jīng)檢測并抽查肋式換填中的軟土部位的路基彎沉，均滿足設(shè)計要求的路基30 MPa的回彈及308（0.01 mm）彎沉要求。在道路結(jié)構(gòu)層施工過程中，軟基處理范圍內(nèi)的彎沉檢測采取加密并著重觀察，未發(fā)現(xiàn)有異常彎沉反應(yīng)且該段代表彎沉值小于整條道路的代表彎沉值。目前，本工程已經(jīng)通車一年，軟基處理路段亦未見沉降等道路病害。由此可以肯定，本工程的軟基路段采用肋式換填是合適且合理的。

3 理論總結(jié)

首先本工程軟土層厚度并不是很厚，其下為承載力較好的含土卵石，可以作為換填人頭石的直接持力層，由此，為其上路面結(jié)構(gòu)層加1.5m范圍的路基提供了一個良好的支撐作用。其次，軟土部分軟硬適中 ，并未形成流塑狀（無法采用拋石擠淤方案），僅僅是處于軟塑狀，根據(jù)現(xiàn)場試驗，挖掘機直槽開挖過后約30 min，兩側(cè)軟土才會坍塌，因此為回填人頭石提供了可操作的時間。再者，肋式換填位于車輛荷載影響范圍之外，至于是否能在車輛荷載影響范圍內(nèi)采用，還有待各位同行共同探索。

4 綜述

在成都地區(qū)，老河床范圍內(nèi)軟弱土層下埋藏著含土卵石、松散卵石之類的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不在少數(shù)，而如何降低此范圍內(nèi)的軟土路基處理費用，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況分別處理。肋式換填就是一種針對特殊情況進行的特殊處理方案，此方案為建設(shè)方節(jié)約一半的軟基處理費用，取得了良好的經(jīng)濟價值，且通過通車一年的檢驗，達到了軟基處理的目的，因此可以一試。