高填深挖路基的處理方案

張衛艷 賈龍飛

摘要：本文以某市山區市政道路工程為實例，結合工程的地質狀況、工程現場情況、施工經驗等經行經濟技術進行多方案論證，最終確定本設計方案。

關鍵詞：高填深挖;土工格柵;路基;穩定

一、工程概況

本工程為某市新區市政道路，道路總長約1.3公里，新區場地原地貌為黃土溝壑，后經削山填溝，場地平整而來，最高填方達80m，于道路修筑之前完成，場地填土沉降未達到穩定。本道路設計速度為40km/h，為城市主干路，道路底下敷設有各類管道及排洪箱涵。

二、地質情況

根據本項目地勘報告文件，地層分布大致為素填土Q4ml、黃土Q3eol、黃土Q2 eol，根據室內試驗、原位測試，結合地區經驗，地基土承載力特征值取值如下：

三、路基處理

為提高本道路路基的地基承載力、消除路基的濕陷性及減少路基的不均勻沉降，本設計考慮全線路段進行強夯處理。另在機動車道路床頂面以下0.8m、非機動車道路床頂面以下0.5m進行摻灰6%處理。

場地大填大挖路段（填挖高>5m） 填挖交界處的處理方式為：道路橫向上，處理范圍為道路紅線向外各延伸5m。沿道路縱向，處理范圍為以填挖交界線為界，填方區25m，挖方區15m。先采用灰土擠密樁進行路基加固處理。樁體施工完成后在灰土擠密樁樁頂鋪設50cm厚2：8灰土墊層。市政管線范圍內樁孔回填至管道底往上50cm處。

在沿填挖交界縫灰土層頂鋪一層雙向鋼塑格柵、一層防水土工布，2：8灰土層中部再鋪設一層雙向鋼塑格柵。填方區域縱向鋪設范圍為25m，挖方區域縱向鋪設范圍為20m，見下圖。

四、技術要點

1.強夯

地基夯實寬度為道路紅線內，對路基范圍內及其路線兩側的黃土陷穴、空洞和落水洞等，進行分層回填壓實，局部孔洞較大較深區域，必要時采用注漿處理，以保證路基的強度。

本工程根據強夯施工經驗提供的參考方案為：先點夯后滿夯，夯擊能范圍2000～3000KN·m，夯點成4×4m見方布置，夯擊次數8～12次;但具體強夯的方案由現場試夯的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，并應滿足下列條件：

1）最后兩擊的平均夯沉量小于5cm。

2）夯坑周圍地面不應發生過大的隆起（隆起量/夯沉量為0.25）。

3）現場注意不能夯坑太深，容易引起現場起錘困難。

4）地基承載力不小于180kPa。

2.灰土擠密樁

材料要求：

1）土料宜選用粉質粘土，土料中的有機質含量需小于5%，不得含有腐殖土、凍土和雜填土垃圾等。粒徑宜≤15mm。

2）石灰可選用新鮮的消石灰或袋裝生石灰粉，粒徑應≤5mm，保存期需在三個月以內。Ca（OH）2的質量需選用至少是國家標準“合格品”等級以上的產品，有效氧化鈣+氧化鎂含量≥60%。

施工要求：

1）樁施工順序應先外后里，間隔成孔;對大面積處理路段可采取分段施工，以免因施工振動擠壓對相鄰的孔造成縮孔或坍孔。成孔后應夯實孔底，夯實次數>8擊，并及時夯填灰土。

2）沖擊成孔時，錘體的提升高度一般控制在0.5m～3m。開始時應控制錘體高度，多次錘擊，避免倒錘，等錘頭入土1m以上，且進入地面的深度足以定向，才可加大沖程，但需控制好力度，避免沖程過大而引起塌孔或卡錘等事故。

3）當現狀路基土的含水率ω<12%，或土質硬度過大造成成孔困難、影響擠密效果時，可對處理范圍內的土層進行灑水，增加路基土的濕度。

4）采用原成孔機具夯填樁孔。樁孔應分層采用灰土回填夯實，每次回填厚度范圍為25-40cm。樁孔夯填結束后其高度宜高于樁頂設計標高0.5m以上，然后用其它土料輕夯回填剩余樁孔至地面。

5）灰土擠密樁處理地基時，若正值雨期或冬期，應采取必要的防雨或防凍措施，確保灰土不受其影響變質，而影響施工質量。

3.鋼塑土工格柵

材料要求：

鋼塑雙向土工格柵采用結點連接牢固良好的凸結點型式，主要應用于填挖交界處，其主要技術性能要求如下：

縱橫向抗拉強度：不小于80KN;縱橫向屈服伸長率：不大于3%;

結點剝離力：≥100N;凸結點高度：≥5mm。

為減少搭接工程數量，鋼塑雙向土工格柵幅寬宜大于等于4m。

施工要求：

1）鋪設鋪設土工材料時，應將其沿垂直于路軸線鋪開，并根據填土層厚度選用核實的錨固釘固定、拉直，不得出現扭曲、折皺等現象。

2）土工材料縱向搭接寬度不應小于30cm，采用錨接時其搭接寬度不得小于15cm;采用膠結時膠接寬度不得小于5cm，其膠結強度不得低于土工材料的抗拉強度。相鄰土工材料橫向搭接寬度不應小于30cm。

3）土工格柵鋪設完后，應立即鋪筑上層填料，其間隔時間不應超過48h。

4.防水土工布

材料要求：

防水土工布采用兩布一膜形式，技術要求如下：

膜厚度：≥0.3mm;布質量：≥500g/m2;斷裂強度：≥7.5KN/m，CBR頂破強度：1.5KN;撕破強力：≥0.25KN;斷裂伸長率：30～100%;剝離強度：6N/cm;滲透系數：10-11～10-13cm/s。

施工要求：

1）鋪設應在干燥和暖天氣進行，為了便于拼接，防止應力集中，復合土工膜鋪設采用波浪形松弛方式，富余度約為1.5%，攤開后及時拉平，拉開，要求復合土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺。

2）復合土工膜的連接分2個程序進行，即下、上層無紡織布的縫接，中層PE膜的連接。無紡織布的縫接用手提縫紉機、尼龍線進行雙道縫接，搭接寬度10cm;PE膜采用焊接工藝連接，焊接工具采用自動調溫（調速） XC型土工膜焊接機。第1幅土工膜鋪好后，將需焊接的邊翻疊（約60cm寬），第2幅反向鋪在第1幅膜上，調整兩幅膜焊接邊緣走向，使之搭接10cm。

3）鋪好的土工膜應及時覆蓋，避免陽光直接照射;鋪設時要求土工膜與下部墊層接合面務必吻合平整，切不可有上下游方向凸出褶皺。

四、結論

高填深挖路基產生病害的潛在因素較多，只有通過設計分析制定出有針對的、有效的處治方案，再經過精心地施工，才能取得良好的效果。在填挖交界處進行強夯處理，提高土的密實度;鋪設土工格柵，有效的約束土體的側向位移，增強地基穩固性能;土工布可避免由地表水的滲入而引起路基損壞，將較大的增加高填深挖路基穩定安全儲備，有利于防止填方的滑移及不均勻沉降，有效減少了由不均勻沉降引起的路面開裂，從而對路面結構起到有效的保護。

參考文獻：

[1]路基路面工程，人民交通出版社，鄧學鈞。

[2]地基處理手冊，中國建筑工業出版社，葉書麟。

[3]公路土工合成材料應用技術規范，JTG/T D32-2012

作者簡介：張衛艷（1988-），女，陜西榆林人，本科，工程師，研究方向：道橋。