高寒地區臨江擴建道路軟土地基處理技術

摘要：建在軟土地基的道路再擴建過程中，新舊路基如果處理不好，會出現不均勻沉降等問題。基于黑龍江省哈爾濱市中國（黑龍江）自由貿易試驗區哈爾濱片區基礎建設項目臨江擴建道路，結合高寒地區特點和場地及地質條件，提出了換填建筑垃圾、拋石擠淤+土工格柵的組合處理方法。該方法就地取材，可有效利用現場的建筑廢料，具備環保、節約石材、減少造價、施工方法簡單、縮短工期等優勢，處理后的地基滿足城市主干路路基要求。該方法適合含淤泥的軟土地基，為類似軟土地基擴建工程提供參考。

關鍵詞：高寒地區;臨江擴建道路;軟土地基;地基處理

0" "引言

隨著城市的快速發展，既有道路已漸漸不滿足日益增長的交通運輸需求，需要對城市道路進行擴建。如果擴建道路沒有處理好地基問題，擴建道路在使用中會引起道路各部分整體性能下降，出現各種道路病害，如不均勻沉降、路面裂縫、錯臺、脫空等[1]。高寒地區對軟土地基施工相對困難，采用何種措施對軟土地基處理需要仔細斟酌。

加固軟土地基，使其承載力能夠滿足設計要求的方法很多，如塑料排水板、砂井、砂墊層、土工織物鋪墊、預壓、換土、反壓護道、拋石擠淤等[2]。李丹[3]研究了拋石擠淤強夯置換法軟土路基公路的應用，并通過鉆孔檢測驗證該加固方法施工質量滿足要求。姜君[4]總結了4種適合在高寒地區處理軟土地基的方法。王洋[5]對比了3種軟土地基處理方法，認為固化劑固化+山皮石回填方案最適合沿海吹填區的道路使用。馬東良等[6]研究了強夯置換法在沿海吹填區軟土地基中的應用效果，證明該方法可以提高地基承載力、控制沉降。鄭建國[7]介紹了拋石強夯+沖擊碾壓組合法，處理高寒濕地公路軟土地基的施工方法和處理效果。

為了在軟土地基上完成高寒地區道路擴建，本文以黑龍江省哈爾濱市中國（黑龍江）自由貿易試驗區哈爾濱片區基礎建設項目的城市主干路萬寶大道為背景，根據各路段不同情況，提出了換填建筑垃圾、拋石擠淤+土工格柵的組合處理方法。該方法可以就地取材，適合多種地質條件的軟土地基，能夠保證施工工期和施工質量，施工方法相對簡單、經濟。

1" "工程概況

1.1" "線路概況

哈爾濱自由貿易試驗區基礎建設項目萬寶大道拓寬（王萬鐵路—松北大道）為東西走向，西起王萬鐵路，東至松北大道，道路全長5.35km，道路規劃紅線寬度60m。設計時速主線60km/h，輔道40km/h。橫斷面形式為三幅路斷面形式，具體位：1.34～4.84m（北側綠化帶）+4m（人非混行道）+7.5m（輔道機動車道）+6m（綠化帶）+16m（現狀主線機動車道）+6m（綠化帶）+7.5m（輔道機動車道）+4m（人非混行道）+4.16m～7.66m（南側綠化帶）。道路等級為城市主干路，瀝青混凝土路面，標準軸載為BZZ-100，設計年限為20年，路面結構設計使用年限為15年，基本地震烈度為7度。工程地理位置如圖1所示。

1.2" "地形地貌

工程所處地貌單元為崗阜狀平原，巖土成因為沖、洪積作用形成的黏性土。從整體上講，擬建場地內構造穩定，地層沉積較有規律，未發現明顯影響工程穩定性的不良地質現象。

1.3" "地質條件

參考地質報告，對所揭露地層結構及特征描述如下所述。

①填土：凍結，含植物根莖;含粉質黏土，本層厚度一般為0.7～1.20m。

②粉質黏土：濕或很濕，硬塑或可塑，本層厚度一般為0.6～1.4m。

③粉細砂：以石英、長石為主，本層厚度一般為2.5～5.2m，場地范圍內穩定分布。

④細砂：飽和，松散，本層未揭穿，揭示厚4.8m，場地范圍內穩定分布。

1.4" "工程特點

該工程地處哈爾濱市松北新區，對環保、水保要求高。施工中盡量維護自然面貌，切實加強環保水保意識，保護當地自然環境。施工中要做到每一方廢土均棄置指定的棄土場，每一方廢水均經凈化處理后有序排放。

為緩解萬寶大道的交通壓力，萬寶大道拓寬工程在原有道路基礎上新增設兩條輔路。目前萬寶大道交通流量非常大，同時施工要求修建道路時不可中斷交通，解決交通疏導問題成為該工程的重難點之一。同時，萬寶大道沿線障礙物較多，涉及大量房屋、大棚、樹木、電線桿、變壓器、耕地、果園、菜地等。

2" "高寒地區軟土地基常見處理方法

高寒地區軟土地基常見處理方法，包括砂墊層、反壓護道、換填法、拋石擠淤等。

砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層較薄的砂層，它的作用是在軟土頂面增加一個排水面，在填土過程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排水固結，滲出的水可以從砂墊層中排走。

反壓護道是在路堤兩側填筑一定寬度和一定高度的護道，它運用力學平衡原理保持路基的穩定。

換填法是采用人工或挖掘機挖除路堤下全部軟土，換填為強度較高的砂、砂礫、卵石、碎石土等滲水性材料，并進行分層壓實。

拋石擠淤是一種強迫換土法，它不必抽水挖淤，可直接于軟土層上填筑片石，施工簡便。片石的尺寸大小可視軟土的稠度而定，一般不小于0.3m。

3" "軟土地基具體處理方法

高寒地區擴建道路新老路基，存在臨江地下水位高、軟土地基不均勻沉降、高寒地區施工難等問題，如何處理地基就至關重要。結合工程特點和施工要求，本文提出了換填建筑垃圾、拋石擠淤+土工格柵的組合處理方法。

3.1" "軟土填土施工工藝流程

填土施工工藝流程如圖2所示。

3.2" "填土施工工藝

原有舊路及結構物拆除在交通導行完成，按要求做好施工圍擋及防護設施，并保證原有道路正常通行后施工。水泥混凝土路面采用破碎錘破碎拆除，瀝青混凝土路面、各類穩定土基層采用挖掘機直接挖除。

根據材料種類分別存放，可以利用的建筑廢料用來填筑或擠淤，不能利用部分棄至指定棄土場。填土施工如圖3所示。

3.2.1" "填土路基處理

施工準備：施工前做好土方調配及施工測量放樣。在施工進場后，需要對施工現場存在的雜草、腐植土等相應的雜物進行清理，保證地基施工面的整潔。同時，路基基層面需要大致找平，根據土體特征，對軟泥和生活垃圾進行相應清理。對于相應地下管線進行有效保護，以免在施工過程中被破壞。

分層填筑：每層的填筑厚度在30cm左右，填筑時安排好運行線路，讓專人指揮卸料，水平分層，先低后高，先中央后兩側。

灑水晾曬：根據土方含水量試驗結果采取灑水或晾曬，使含水量達到最佳值±2%范圍內。

攤鋪平整：卸下的填料，用大型推土機整平。

振動碾壓：碾壓前，先對填層厚度及平整度進行檢查，不符合要求時用推土機再整平。確認符合要求后用重型壓路機進行碾壓。碾壓時先壓兩側、后壓中央，行與行之間重疊1.4～1.5m，前后相鄰區段重疊2m左右，以保證碾壓密實[8]。

3.2.2" "拋石擠淤處理

路基挖方開挖的石料，選用強度大于15MPa合格填料，經人工砸制或機械破碎等處理達到級配良好后，用于填石路基填方。

填石路基填方采用自卸車運輸，縱向分段水平分層填筑，分層厚度試驗確定，保證松鋪厚度不超過25cm，填石空隙用小石塊或石碴填滿鋪平。

一般擠淤時，先沿線路中線鋪擠出一定的工作面，然后再由中間向兩側擠淤，以免造成太多夾淤，并容易將淤泥清擠干凈。

夯實選用履帶式起重機進行施工，其應具備自動脫鉤的功能。在外端加副門架結構，防止在施工中脫落，造成不必要的安全事故。完成夯實之后進行合理養護工作，然后再進行滿夯施工。滿夯的施工次數為一擊。

滿夯處理完畢后，需要使用砂粒進行回填，保證其間縫隙完全填筑滿。在強夯施工過程中，應注意對周邊環境和建筑物的相應影響。在施工過程中應有相應監測點，避免強夯施工對周邊造成影響和危害。

施工完畢后，應對實驗路段進行施工質量檢測，一般可使用鉆孔檢測的方式。

水平分層填筑石料時做好路基邊坡碼砌，碼砌邊坡的石料選用塊度較大石塊。邊坡碼砌與填筑同時進行，與邊坡填料同時壓實。

3.3" 土工格柵施工

土工格柵是一種具有獨特性能與功效的土工合成材料，性價比較高。現場的運輸和搬運比較方便快捷，施工起來難度較低，少量人工即可操作，在工藝上有利于降低工程造價。采用土工格柵，可使路基穩定性增強。

本工程采用自粘式玻纖格柵，其理化性能及其穩定，斷裂強度80kN/m2（經向、緯向），伸長率≤4%，網格尺寸25.4mm×25.4mm，耐溫性-100～280℃。施工前清理、整平作業面，對土工格柵的端部進行固定，然后進行試鋪。鋪設搭接寬度不得小于1.5m，并保證搭接處連續平整、松緊適度。

4" "結論

為研究高寒地區軟土地基處理方法，本文依托黑龍江省哈爾濱市中國（黑龍江）自由貿易試驗區哈爾濱片區基礎建設項目臨江道路擴建工程，提出換填建筑垃圾、拋石擠淤+土工格柵的組合處理方法。

擴建部分及舊路為粉質黏土時，利用場地建筑垃圾采用換填法。擴建部分及舊路為淤泥質土時，采用拋石擠淤法。配合土工格柵可防止地基凍脹，有效控制軟土地基的不均勻沉降，增強結構整體性，達到環保要求，滿足施工地基標準，可為類似軟土地基道路擴建工程施工提供參考。

參考文獻

[1] 管晨程.道路拓寬改造常見問題與對策研究[D].杭州：浙江工業大學，2017.

[2] 李川，楊維亮.高寒地區軟土地基的幾種處置措施[J].黑龍江科技信息，2017（3）：234.

[3] 李丹.拋石擠淤強夯置換法在公路軟土路基施工中的應用[J].交通世界，2021（22）：99-100+108.

[4] 姜君.高寒地區軟土地基的幾種處置措施[J].內蒙古公路與運輸，2005（1）：24-25.

[5] 王洋.沿海吹填區道路軟土地基處理方法初探[J].北方交通，2018（3）：132-134.

[6] 馬東良，馬東輝，劉佳佳.強夯置換技術在沿海吹填軟地基中的應用[J].建筑工人，2020，41（2）：36-39.

[6] 馬東良，馬東輝，劉佳佳.強夯置換技術在沿海吹填軟地基中的應用[J].建筑工人，2020，41（2）：36-39.

[7] 鄭建國.拋石強夯加沖擊碾壓處理高寒濕地公路軟基技術[C]//第二屆全國地下、水下工程技術交流會論文集，2011：365-367.

[8] 蔣鑫，耿建宇，邱延峻.高地下水位軟土地基高速公路路基拓寬方式力學行為比較[J].中外公路，2013，33（1）：18-23.