邹迪明 潘金秋
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 266100
摘要:在道路工程中，路基的处理状况直接影响到道路路基的稳定性和承载能力，结合胶州市上海路（站前大道-少海西路）市政工程的实际情况，分析路段软土的性质，探讨加筋换填垫层在软基处理的适用性，从而提高路基的承载力和稳定性。
关键词: 软基处理；加筋换填垫层
0 前言
软土是指强度低、压缩性较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，如处理不当，会给道路工程的施工和使用造成很大影响。因此，软土路基的处理状况直接影响着路基的稳定性和承载能力。[1]本文以胶州市上海路（站前大道-少海西路）市政工程为例，探讨加筋换填垫层在软土层厚度较小且埋深较深情况下的适用性。
上海路道路等级为城市次干路，道路长度425m，绿线宽度28m，位于青岛大沽河省级生态旅游度假区内北湖西岸，南北两侧地块正在开发建设。
1 软基处理的必要性
参考岩土工程勘察报告，拟建道路沿线为低填低挖路基，表层的素（杂）填土强度低、压缩性高，厚度为2.8～5.5米，平均厚度3.25米，不能直接作为路基持力层；第②层粉土，具有一定厚度，属于中高压缩性土，含水量较大，平均厚度0.74米，亦不宜直接作路基持力层；第③层含砂粉质粘土属高压缩性土，平均厚度1.69米，不宜直接作路基持力层；第④层淤泥质粘土（淤泥质粉质粘土）呈软塑~流塑状态，工程性质最差，顶面埋深4.5～6.2米，厚度为3.9～6.6米，不能直接作路基持力层；第⑤-1层粉质粘土，顶面埋深9.0～11.6米，厚度为1.8～9.5米，地基承载力特征值fak=160kPa。
经过初步计算，本工程若不进行软基处理，在设计使用年限内将产生超过规范允许的工后沉降，导致路面破坏、地下管线发生错位、脱节，影响道路寿命。为确保设计使用年限内道路路面和地下管线的正常使用，必须进行软基处理。
2软基处理原则
（1）安全可靠的原则：应确保满足路面荷载承载力、路面工后沉降、管道变形的要求；（2）满足工期要求的原则：施工周期应满足道路施工工期的要求；（3）经济合理的原则：在满足安全、工期的前提下，应符合“投资少，效益高”的经济政策；（4）施工方便的原则：应尽量适应胶州市的实际施工水平和施工经验，可操作行强。
3软基处理的控制标准
依据现行规范规定，次干路容许工后沉降一般路段≤0.5m，桥台与路堤相邻处≤0.2m；若不满足要求，应针对沉降采取处理措施。
4软基处理方法比选
目前常用的软基处理方法有：浅层处理、竖向排水体预压、粒料桩、加固土桩、强夯及强夯置换等，现分析如下：
（1）浅层处理方法。浅层处理方法包括换填法、换填加筋法、抛石挤淤；施工技术简易，工期较短，基本能够满足工期要求。本工程拟采用换填加筋垫层法作为比选方案之一。
方案设计：
80cm厚路床底面以下0.7m内进行石渣换填，分层碾压，并敷设3层土工格栅，每层格栅间距0.35m。
垫层填筑石渣，要求粒径≤50mm，粒径小于2mm的部分不得超过总重的40%，含泥量不大于5%；抛填片石的粒径大小不宜小于300mm，且小于300mm粒径的片石含量不得超过20%。双向拉伸土工格栅纵横向极限抗拉强度应不小于45kN/m，标称抗拉强度下的伸长率应不大于13%，且满足相应规范规定。
（2）竖向排水体预压。竖向排水体预压是在软基中垂直设置袋装砂井、塑料排水板或其它合成材料，形成竖向排水柱体，以缩短软弱地基中孔隙水的排出距离、加速固结过程、加快预压期沉降速率、提高预压效果的预压方法。该方法适用于路基稳定、软土厚度大的路段。
该方法虽然适合于本工程的软基处理，但预压时间一般至少要12个月以上，无法满足业主对工期的要求。因此，竖向排水体预压不符合本项目的实际情况。
（3）粒料桩。粒料桩是采用碎石、砂砾等松散性粒料做桩料，采用专用机械设置成较大直径的桩体，对地基土起置换作用，并与桩间土共同形成复合地基的软基处理方法，包括碎石桩和砂桩。
粒料桩所需工期长，无法满足业主对工期的要求。因此，粒料桩也不适用于本项目。
（4）加固土桩。加固土桩是采用专用机械将软土地基局部范围的某一深度、某一直径的软土用固化剂予以改良、加固，形成加固土桩体的软基处理方法。加固土桩起置换、改良、应力集中的作用，进而达到减小沉降、增大稳定安全系数的目的。
目前国内常用的固化剂是水泥，包括水泥土搅拌桩（湿法）和粉喷桩（干法）。本工程道路拟采用水泥土搅拌桩作为比选方案之一。
方案设计：
设计参数：桩径D=500mm；
桩长：根据实际软土层厚度确定，应打穿淤泥质粉质粘土层进入下一土层0.5m，根据初步计算，桩长暂按平均9m考虑；
桩距：梅花形布桩，一般路段桩距S＝1.2m；
水灰比建议值：0.45~0.55；
水泥土搅拌桩90天现场无侧限抗压强度不小于2.0MPa；
处理标准：达龄期后的水泥土搅拌桩复合地基承载力不小于120kPa。
（5）强夯及强夯置换。强夯是反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法；强夯置换是将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑，并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料，使其形成密实的墩体的地基处理方法。拟建道路所在区域，路段两侧已有成型建筑，距离道路较近，强夯与强夯置换影响范围深且广，故不符合本项目的实际情况。
（6）方案比选。通过以上的分析，适合本项目道路的软基处理方案有：换填加筋垫层、水泥土搅拌桩两种方案。
表1 方案比选
根据拟建道路实际情况进行分析，结合工程地质、相关规范、当地施工水平，综合考虑工期、造价、施工工艺等方面，推荐采用换填加筋垫层处理方法。
换填加筋垫层处理方法，意在通过换填表层土构建人造硬壳层，并在硬壳层中夹设土工格栅，利用土工格栅的高强度韧性，使之与土基组成一个整体，可限制土基侧向变形，防止骨料下陷，分散垂直荷载。[2]硬壳层的存在，使该层承担了更多的荷载，从而减小了软弱下护层所承担的荷载比例，有助于提高地基的承载力，并具有扩散应力、减少不均匀沉降、减少地基沉降量及增加固结度的作用。
5结论
软土地基处治的方法很多，各种方法都有它的适用范围，具体工程的工程地质条件千变万化，对软基处理的要求不尽一致，因此，必须进行具体分析，从地基条件、处理要求、处理范围、工程进度等方面进行综合考虑，以确定合适的处治方法。通过工程实例，探讨了换填加筋垫层在软土层厚度较小且埋深较深的情况下的适用性，从而提高路基的承载力和稳定性。
参考文献
[1]侯佳泰.公路软土地基处理相关技术分析[J].交通科技与经济,2012(03).
[2]吴祖德.城市道路采用人造硬壳层处理软土地基的计算探讨[J],路桥市政,2015（06）.
论文作者:邹迪明,潘金秋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：路基论文; 预压论文; 方法论文; 道路论文; 地基论文; 工期论文; 厚度论文; 《防护工程》2018年第25期论文;