天津?yàn)I海新區(qū)臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)路基設(shè)計(jì)探討

□文/黃文

天津?yàn)I海新區(qū)臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)路基設(shè)計(jì)探討

□文/黃文

天津?yàn)I海新區(qū)臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)利用圍海造陸進(jìn)行城市建設(shè)，如何在欠固結(jié)土上進(jìn)行市政道路建設(shè)是一個(gè)全新的課題。文章對(duì)臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)所采用的路基處理方式進(jìn)行論述并對(duì)不同的路基處理方式優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。

吹填造陸；真空預(yù)壓；軟土；路基

由于天津城市建設(shè)的快速發(fā)展，作為稀缺資源的土地就顯得越發(fā)緊缺，利用近海灘涂吹填造陸就成了擴(kuò)大土地來源的有效手段之一，其拆遷難度小，征地成本低，同時(shí)還可疏浚航道，極大地提高了灘涂的利用價(jià)值，因此近些年得到了快速發(fā)展，提高了天津海岸線的利用價(jià)值，逐漸形成了臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)、東疆港區(qū)、中心漁港、濱海旅游區(qū)、南港工業(yè)區(qū)等成片開發(fā)的臨海城市區(qū)域。

由于吹填過程中，泥沙結(jié)構(gòu)遭到破壞，以細(xì)小顆粒的形式緩慢沉積，因而土體具有塑性指數(shù)大、天然含水量和孔隙比大、重度小、高壓縮性、滲透性小等特點(diǎn)。由吹填土構(gòu)成的地基，強(qiáng)度很差，在吹填所成的陸地上進(jìn)行市政道路建設(shè)對(duì)工程技術(shù)人員是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

天津?yàn)I海新區(qū)臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)就是一個(gè)典型的吹填造陸地區(qū)，其是通過圍海造地而形成的港口與工業(yè)一體化產(chǎn)業(yè)區(qū)。其規(guī)劃用海205km2，總成陸面積200km2，位于海河入海口南側(cè)灘涂淺海區(qū)，處于濱海新區(qū)核心區(qū)，東依渤海灣、北靠海河口、西連海濱大道、南接津晉高速，距塘沽中心城區(qū)15 km、距天津市區(qū)50 km、距北京160km，有著優(yōu)越的交通網(wǎng)絡(luò)，與天津港隔海河相望，距中國(guó)最大的航空貨運(yùn)中心天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)僅38 km。功能定位為國(guó)家級(jí)重型裝備制造基地、生態(tài)型臨港工業(yè)區(qū)，是濱海新區(qū)的重要功能區(qū)和國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)，是國(guó)家發(fā)改委規(guī)劃的國(guó)家級(jí)石化基地。

在2010年之前，臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)分別由臨港工業(yè)區(qū)和臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)兩個(gè)功能區(qū)獨(dú)自建設(shè)，2010年底，原臨港工業(yè)區(qū)和原臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)才整合為一個(gè)功能區(qū)，統(tǒng)稱“臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)”，因此市政道路設(shè)計(jì)的思路并不相同。

1　臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)吹填造陸路基概況

臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)選址場(chǎng)地位于塘沽區(qū)海河入海口以南、獨(dú)流減河以北、海濱大道以東的灘涂區(qū)域，灘面寬廣，地勢(shì)平緩，圍海造地條件良好。

工程范圍內(nèi)土層分布比較簡(jiǎn)單，自上而下主要分為四層，其中，第一大層海相沉積的淤泥質(zhì)土土層厚，土質(zhì)差，另外，該大層中局部分布有相對(duì)更軟的淤泥且厚度不一。

由于該區(qū)域全部建造在海邊灘涂區(qū)域，因此先在區(qū)域外圍建設(shè)海堤，將海浪擋在海堤以外，然后在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行造地。造地方式采用吹填，即從規(guī)劃港池、航道位置，利用挖泥船取土，通過排泥管線輸送到吹填區(qū)內(nèi)，泥漿經(jīng)自然沉淀、固結(jié)，形成吹填泥，然后再打設(shè)約10 m豎向排水板，利用真空預(yù)壓處理的方式對(duì)吹填泥進(jìn)行處理，形成具有一定承載力的土地，出讓給進(jìn)區(qū)企業(yè)使用。

真空預(yù)壓要求膜下真空度穩(wěn)定地保持在85 kPa以上，當(dāng)固結(jié)度≥85%（按沉降量曲線計(jì)算），連續(xù)5～10 d的平均沉降量≤1.5 mm/d且有效滿載預(yù)壓時(shí)間≥100 d，則符合卸載標(biāo)準(zhǔn)，地基方可使用。

由此可以看出，經(jīng)處理后吹填造陸的路基，理論上土層承載力僅可達(dá)到85 kPa，實(shí)際上由于施工隊(duì)隊(duì)伍水平參差不齊，膜下真空度不易保持，土層承載力僅能達(dá)到70～80 kPa，但是表層土由于晾曬作用，水分蒸發(fā)大，承載力較高，為典型的硬殼層。

2　臨港工業(yè)區(qū)路基處理方法

臨港工業(yè)區(qū)由于開發(fā)較早，開發(fā)面積較大，外圍已經(jīng)形成了防波堤。為節(jié)約土方，除規(guī)劃臨海外圍地塊標(biāo)高為5m外，內(nèi)陸地塊規(guī)劃標(biāo)高僅為3.2 m，與真空預(yù)壓完成后場(chǎng)地標(biāo)高基本一致。由于道路設(shè)計(jì)標(biāo)高需與地塊標(biāo)高一致，因此道路路基均為挖方路基，表層硬殼層不能利用。路基處理方式為按照邊坡1∶1.5開挖路槽，開挖至路床頂下0.84m后，對(duì)原狀土進(jìn)行戧灰翻拌處理，石灰含量為10%，處理厚度為70 cm，要求地基成型后能承受12t壓路機(jī)并且碾壓四遍無輪跡；然后施做30 cm碎石（用土工格柵包裹）+3×18 cm水泥石灰土，上層水泥石灰土采用2%水泥，8%石灰，下面兩層水泥石灰土采用2%水泥、6%石灰。這種處理思路首先通過戧灰提高地基土的承載力，使之能夠承受重型施工機(jī)械，然后做一道隔水層，阻斷毛細(xì)水的上升通道，然后再施做路床，確保路床壓實(shí)度，見圖1。

圖1　臨港工業(yè)區(qū)路基處理方法

3　臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)路基處理方法

臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)開發(fā)起步較晚，開發(fā)面積小，為確保地塊的防潮防浪要求，規(guī)劃地塊標(biāo)高全部為5 m，而真空預(yù)壓完成后場(chǎng)地標(biāo)高僅為3m左右，因此路基基本為填方。由于現(xiàn)狀地面高與規(guī)劃路面高高差較大，首先填筑80 cm山皮土（用土工格柵包裹），要求山皮土成型后能承受12t壓路機(jī)，并且碾壓四遍無輪跡，山皮土表層平整，正負(fù)相差不超過5cm；然后，見圖2。

圖2　臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)路基處理方法

4　方法對(duì)比及小結(jié)

臨港工業(yè)區(qū)的建設(shè)思路是市政基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)于地塊開發(fā)的要求，市政道路建設(shè)完成后即可作為施工通道馬上進(jìn)行地塊開發(fā)建設(shè)。為減少場(chǎng)地土方填方量，規(guī)劃場(chǎng)地標(biāo)高較低，實(shí)行大片周邊場(chǎng)地連同規(guī)劃道路地基一起真空預(yù)壓，預(yù)壓完成后再實(shí)施道路等市政基礎(chǔ)設(shè)施工程的方法，導(dǎo)致路基在真空預(yù)壓完成后需向下開槽，不能有效利用真空預(yù)壓后形成的表面硬殼層且導(dǎo)致路基距離地下水位較近，路基處于潮濕狀態(tài)，從道路的使用功能看是不利的，增加了道路投資，但是道路與場(chǎng)地標(biāo)高基本一致，對(duì)整體地塊開發(fā)有利。

臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)的建設(shè)思路是利用有限的資金，實(shí)現(xiàn)最大的效果，盡早實(shí)現(xiàn)骨架路網(wǎng)，初步形成開發(fā)強(qiáng)度。因此首先只對(duì)道路紅線范圍內(nèi)的地基進(jìn)行真空預(yù)壓，因此周邊場(chǎng)地地基較差，為確保道路工程質(zhì)量，盡量減少對(duì)路基的擾動(dòng)，在真空預(yù)壓的標(biāo)高上向上填筑路基，充分利用了真空預(yù)壓后形成的表面硬殼層，且路基處于干燥狀態(tài)，道路使用功能較好，但是這樣道路設(shè)計(jì)標(biāo)高比地塊高，遠(yuǎn)期地塊開發(fā)時(shí)需對(duì)地塊填高至道路標(biāo)高，所需土方量較大。

綜上所述，基于投資方不同的功能需求，在相同的吹填造陸路基上，設(shè)計(jì)方案在臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)采用了不同的路基處理方式，擔(dān)均取得了很好的使用效果，這兩種路基處理方法可供其他軟土地區(qū)道路設(shè)計(jì)時(shí)借鑒使用。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.02.025

□U416

□C

□1008-3197（2015）02-68-02

□2014-11-06

□黃文/男，1982年出生，高級(jí)工程師，天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院道橋三院，從事道路設(shè)計(jì)與研究工作。