淺論城市道路的深層軟基和沉降觀測

鄭軍　周敏

摘 要：城市道路經過湖泊、洼地、溝渠等地形時，常遇見深層軟基的問題，有時候還遇見深層軟基上填筑高填方路基的情況，城市中出現高填方時一般以橋梁形式出現，而城市道路中出現深層軟基且高填方路堤時則非常罕見，該文根據湖北省黃石市緊鄰大冶湖的一條城市主干道進行具體分析，為同類工程提供借鑒。

關鍵詞：深層軟基處理 沉降觀測

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0042-02

隨著我國城市建設的不斷發展，臨湖、臨塘等類型的建設場地越來越多地出現在道路工程建設之中。軟基問題，尤其深層軟基問題越來越常見，在工程設計中如不選用合適的處理方案，就極易造成路基不均勻沉降、邊坡滑坡等病害，對道路運營期間的穩定性和安全性帶來隱患，另外軟基處理方案對于項目工程投資影響較大，項目在深層軟基處理上的投資占整個工程造價的比例很高。該文結合黃石市大冶湖生態新區核心區的濱湖大道道路與排水工程，對該工程的深層軟基特點和沉降觀測的情況進行了簡要的概述，對項目中采用的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、淺層換填技術進行了描述及分析。

1 項目背景

該工程屬于黃石市大冶湖生態新區核心區“兩縱一橫”道路排水工程，“兩縱一橫”由圣明路、濱湖大道和慶洪路南延三條道路組成，是湖北省黃石市園博園的重要配套工程，湖北省黃石園博園位于黃石市大冶湖生態新區核心區東部，占地面積約為135.5公頃，2016年9月26日正式對外開放。該文主要結合濱湖大道（二標）為例進行分析。該工程西起寶山路，東至慶洪路，全長5 981.65 m，該標段（二標）起點樁號K2+280，止點樁號K5+981.65。道路規劃等級為城市主干道，紅線寬40 m。道路標準橫斷面形式為3.0 m人行道+5.0 m綠化帶+24.0 m機動車道（含非機動車道）+5.0 m綠化帶+3.0 m人行道；機動車道路面結構為4 cm厚AC-13C細粒式改性瀝青混凝土+8 cm厚AC-25C粗粒式瀝青混凝土+54 cm厚水泥穩定碎石基層（5∶95）。人行道結構為：6 cm厚預制C30砼彩色步磚+2 cm厚1∶3水泥砂漿座漿+15 cm厚水泥穩定碎石基層（4∶96）。該標段填方為1 033 130 m3，挖方為1 532 m3，最大填方高度為10.1 m，平均填方高度大于8 m的路段超過20%。全線普遍存在深層軟基的情況，根據地勘單位提供的地質報告，典型地質剖斷面為0.3～1.5 m耕植土（雜填土）、0.5～1.3 m淤泥、6～7.3 m淤泥質粉質粘土、8～14.3 m粉質粘土，局部地質情況較好，僅在魚塘表層有少量淤泥層，厚度為0.3～0.8 m不等。

2 軟基處理方案

2.1 淺層軟基處理

在K2+584～K2+870、K5+614～K5+981.65段，施工前，先清表將地基地表碾壓密實后在分層回填壓實。局部出現魚塘、溝渠時，由于淤泥厚度較小，采取清淤換填，換填材料采用當地常用的路基填料—開山石渣。

2.2 深層軟基處理

在K2+280～K2+584和K3+060～K5+614段，其中K2+280～K2+584段平均填土高度大于8 m，K3+060～K5+614段平均填土高度約為3～4 m。根據地勘報告和類似項目的成功經驗，采用水泥攪拌樁處理，其中K2+280～K2+584段水泥攪拌樁采用間距1.0 m，樁徑為0.5 m，正三角形布置，水泥含量采用15%；K3+060～K5+614段水泥攪拌樁采用間距1.3 m，樁徑為0.5 m，正三角形布置，水泥含量采用15%。其中K3+060～K5+614段由于道路上部有500 kV高壓走廊橫穿道路，根據電力管理部門的要求，采用高壓旋噴樁處理，處理范圍為高壓線投影面向外各20 m。根據設計，水泥攪拌樁根數為118 400根，總長度為963 203 m；高壓旋噴樁根數為3 560根，總長度為32 074 m。

項目于2015年4月開工建設，于2015年7月開始水泥攪拌樁施工，根據相關規范要求，水泥攪拌樁需試樁，但第一次水泥攪拌樁試樁不成功，在原設計基礎上對水泥攪拌樁設計參數和施工工藝進行了優化，水泥含量由15%調整為18%，施工工藝調整為復噴復攪，根據第一次試樁情況，發現樁體上部2 m范圍水泥與淤泥反應非常差，并且根據室內試驗發現，該層淤泥有機質含量非常高，與水泥基本不產生化學反應。為保證樁基的質量，結合黃石當時成熟的施工工藝，對魚塘部分的浮淤采取抽排后晾曬兩三天再回填1 m左右的素土層作為水泥攪拌樁的施工平臺。水泥土攪拌樁單樁承載力特征值Ra≥100 kN，攪拌樁處理后復合地基承載力特征值fspk≥120 kPa。高壓旋噴樁單樁承載力特征值Ra≥120 kN，高壓旋噴樁處理后復合地基承載力特征值fspk≥160 kPa。根據調整之后的方案完成了第二次試樁，效果較好，各項檢測指標均滿足設計要求。

3 沉降觀測

由于該項目填方高度較大，并且屬于在深層軟基上填筑路基，深層軟基處理滿足設計要求后，方可進入土路基施工階段。為保證路堤在施工中的安全和穩定，正確預測工后沉降，使工后沉降控制在設計的允許范圍內，施工過程中必須進行沉降和穩定動態觀測。沉降與穩定動態觀測標具應在軟土地基處理之后埋設，并在觀測到穩定的初始值后，方可進行路堤的填筑，包括沉降觀測和穩定觀測兩項內容。路堤施工沉降觀測的目的主要為：控制填土速率；根據實測沉降曲線預測工后沉降，根據推定的殘余下沉量確定構造物和路面結構的開始施工時間。

水平位移觀測包括地表水平位移觀測和地下水平位移觀測。地表水平位移（穩定）觀測適用于軟土路段，主要目的是監測地表水平位移及隆起情況，以確保路堤施工的安全和穩定。側向位移邊樁及工作基點樁，一般路段沿縱向每隔100 m設置一個觀測斷面。路堤在填筑過程中，當接近或達到設計填土高度時，嚴格控制填土速率，以免由于加載過快而造成地基破壞。

沉降穩定標準：中心日沉降量≤1.5 cm/d，側移穩定標準：日側向位移量≤0.5 cm/d。路面鋪筑應在沉降穩定后進行，采用雙標準控制：即要求推算的工后沉降量小于設計容許值，同時要求連續2個月沉降速率<5 mm/月。

4 結語

該文根據自己多年從事路基設計工作的相關經驗，對軟弱地基處理和沉降觀測中應該注意的事項進行了簡單的總結和分析，對軟基處理方案根據限制條件提供了相應的對策和解決辦法。與此同時，以黃石市濱湖大道工程的深層軟基處理和高填方路基施工為實際項目為例，根據項目自身的地質特點在設計中采用水泥攪拌樁和高壓旋噴樁進行了簡要的說明，以及在水泥攪拌樁設計中需要主要的問題，以供相關的設計人員和施工人員參考。

參考文獻

[1] 郭會芝，孫曉鵬，賈繼堯.高速公路工程高填方施工工藝簡述[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2010（8）：242.

[2] 劉廣發.公路工程中高填方路基施工技術探討[J].科技創新導報，2012（14）：121.

[3] 馬曉，陳曉黎，陳志勇.塑料排水板布置方式研究[J].交通科技，2010（1）：64-67.

[4] 蔣亞，張文淵.拋石擠淤綜合法在加固地基中的應用[J].土工基礎，2005，19（6）：8-9.

[5] 高福英.擠密碎石樁在軟基處理中的應用[J].鐵道建筑，2011，21（1）：91-92.