【摘要】城市道路建設(shè)中，經(jīng)常需要處理人工填土路基。結(jié)合某工程實(shí)例，對(duì)比分析了三種不同的填土路基處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)果表明：深層攪拌法處理素填土的設(shè)計(jì)方案技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，實(shí)施效果好，并對(duì)該方法的計(jì)算、設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)等進(jìn)行了詳細(xì)論述，其經(jīng)驗(yàn)可供類似項(xiàng)目借鑒。

【關(guān)鍵詞】人工填土;城市道路;地基處理;深層攪拌法

1、引言

近年來(lái)，由于城市開(kāi)發(fā)過(guò)快，建設(shè)中管理不到位，渣土亂堆亂放，形成了大量的多范圍的人工填土路段?；靥钔辆哂袎嚎s性大、強(qiáng)度低和變形穩(wěn)定所需時(shí)間長(zhǎng)等特性，在后期城市道路建設(shè)過(guò)程中。一般不能直接作為天然路基使用，需經(jīng)過(guò)一定處理。回填土路基的處理方法種類較多，關(guān)鍵在于使處理后的路基滿足道路規(guī)范中強(qiáng)度和變形的要求。

2、工程概況

科園南路為某工業(yè)新城生活區(qū)的一條南北向次干路，道路長(zhǎng)約1.2km，路基寬度為26m。其中K0+040-K0+400段路幅右側(cè)地塊正在進(jìn)行開(kāi)發(fā)，且部分安置房已建，距離道路最近安置房約30m?？茍@南路右側(cè)路邊30m范圍內(nèi)進(jìn)行過(guò)一次地塊整平（場(chǎng)地場(chǎng)平標(biāo)高約為72m，與道路標(biāo)高基本持平），造成道路右半幅路基范圍內(nèi)形成3-10m素填土路基，右半幅路基范圍內(nèi)為原地面，且形成洼地后受雨水浸泡形成了表層淤泥質(zhì)軟土。該段路基整體形成半填半挖路基。各土層性質(zhì)詳見(jiàn)表1、表2，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，該段填土路基未經(jīng)處理不得作為路基持力層。

3、方法探討

3.1換填墊層技術(shù)

換填墊層技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程之中，墊層的作用除了直接提高地基土承載能力之外，回填土形成的墊層材料還可以有效對(duì)上覆荷載的應(yīng)力進(jìn)行擴(kuò)散，可以有效減少下臥土層的沉降量。同時(shí)，砂礫組成的墊層材料對(duì)于下臥軟弱土體的排水固結(jié)也有加快作用，從而進(jìn)一步增強(qiáng)地基土的承載能力。

對(duì)于本項(xiàng)目最直接可靠的處理方案是采用換填法。但由于施工期間為雨季，連續(xù)幾個(gè)月均有不同程度降雨，在這種情況下，若采用換填法，遇到如下缺點(diǎn)：

（1）將3-10m深的土方挖出運(yùn)走，且會(huì)形成10m高素填土臨時(shí)邊坡，為防止垮塌根據(jù)地勘報(bào)告，邊坡坡率需1：2，開(kāi)挖面將非常大，臨時(shí)邊坡侵入道路右幅地塊20m，對(duì)地塊建設(shè)造成影響較大。

（2）軟土外運(yùn)及填料外借均受天氣影響大。工期較長(zhǎng)。

（3）由于開(kāi)挖面大，造價(jià)較高。

（4）根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定：換填墊層適用于淺層軟弱地基及不均勻土層的處理。工程經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐表明，換填墊層的厚度應(yīng)根據(jù)置換軟弱土的深度以及下臥土層的承載力確定，厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。

3.2重錘夯實(shí)技術(shù)

重錘夯實(shí)技術(shù)也叫做強(qiáng)夯法，是目前我國(guó)最為常見(jiàn)的市政道路軟弱地基處理方法之一，運(yùn)用重錘夯實(shí)技術(shù)改善軟弱地基土的機(jī)理同其他方法有明顯的不同。重錘夯實(shí)技術(shù)可以有效減少軟弱地基土的壓縮性，同時(shí)解決含水量較高的問(wèn)題，重錘夯實(shí)技術(shù)的適用范圍十分廣泛，同時(shí)也具有施工作業(yè)迅速、成本相對(duì)較少等特點(diǎn)，雖然強(qiáng)夯法施工方式簡(jiǎn)單，但是對(duì)周邊環(huán)境有較大影響。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012），中規(guī)定：強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。將本項(xiàng)目右半幅高填土挖除部分填土，并就近推填至左半幅低洼路段，路幅整幅范圍內(nèi)形成5-7m高素填土路基。之后采用強(qiáng)夯整體處理。該方案技術(shù)可行，且造價(jià)較低，施工周期較短。但已建安置房距離路邊最小距離僅30m，為防止強(qiáng)夯對(duì)房屋結(jié)構(gòu)造成影響，不宜采用強(qiáng)夯處理。

3.3 深層攪拌法技術(shù)

深層攪拌法加固軟土技術(shù)，是利用水泥等作固化劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械在路基中將軟土和水泥強(qiáng)制拌合，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和足夠強(qiáng)度的水泥土。

深層攪拌法由于其特殊的工藝，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）深層攪拌法由于將固化劑和原地基軟土就地拌合混合，因而最大限度地利用了原土;

（2）可有效地減少總沉降量;

（3）土體加固后重度基本不變，對(duì)軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降;

（4）施工方便，施工受影響因素較少;

（5）與其他軟土處理技術(shù)相比，相對(duì)經(jīng)濟(jì)。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012），中規(guī)定：水泥土攪拌樁的施工工藝分為漿液攪拌法（簡(jiǎn)稱濕法）和粉體攪拌法（簡(jiǎn)稱干法）。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、軟-可塑粘土、松散-中密粉細(xì)砂、稍密-中密粉土、松散-稍密中粗砂和砂礫、黃土等土層。不適用于含大孤石或障礙物較多且不易清除的雜填土，硬塑及堅(jiān)硬的粘性土，密實(shí)的砂類土以及地下水滲流影響成樁質(zhì)量的土層。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%時(shí)不應(yīng)采用干法。

三種處理方案優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表4。

綜合比較幾種軟土處理的方案，發(fā)現(xiàn)采用深層攪拌樁有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）可有效降低沉降;（2）對(duì)附近施工干擾少，周邊單位容易接受;（3）受雨水影響小，較易保證工期;（4）工期短，施工完成后可較快進(jìn)行下一步的施工。與強(qiáng)夯類似，為減少后期左右半幅路基不均勻沉降，考慮先將右半幅高填土挖除部分填土，并就近推填至左半幅低洼路段，路幅整幅范圍內(nèi)形成5-7m高素填土路基。之后采用水泥攪拌樁整體處理。因此選用了水泥攪拌樁。

4、水泥攪拌樁設(shè)計(jì)

（1）樁形式的確定：根據(jù)素填土的含水率最大值為30%，最小值為28.2%，平均值為29.1%，選用水泥漿作固化劑（濕法），水泥摻入比為15%。樁徑選取500mm，梅花型布置，樁距取1.1m。

樁的沉降的考慮：為減少后期左右半幅路基不均勻沉降，考慮先將右半幅高填（下轉(zhuǎn)188頁(yè)）（上接186頁(yè)）土挖除部分填土，并就近推填至左半幅低洼路段，路幅整幅范圍內(nèi)形成5-7m高素填土路基。之后采用水泥攪拌樁整體處理。樁底應(yīng)伸入路基持力層（粉質(zhì)黏土④）不小于1m。粉質(zhì)黏土④承載力好，引起的沉降量不大，水泥攪拌樁樁身的沉降量很小，因此總沉降量滿足道路的要求。

（2）單樁承載力：

由側(cè)摩阻力提供的承載力Rp1計(jì)算，

Rp1=3.1416×d×L×f

d樁徑，L樁長(zhǎng) f樁周土的平均摩擦力

計(jì)算得Rp1=188.5kpa

由樁身強(qiáng)度所提供的承載力Rp2計(jì)算

Rp2=η×qu×Ap

η--qu的折減系數(shù)，η=0.3～0.5，本次取0.4

qu--與樁身水泥土配合比相同的室內(nèi)水泥土試塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下90d齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（KPa）;根據(jù)室內(nèi)水泥土實(shí)驗(yàn)結(jié)果，水泥含量15%時(shí)90d齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1600KPa;

Ap--樁截面積（m2），本次Ap=0.196m2

計(jì)算得Rp2=125.4kpa

因此取單樁承載力取小值為125.4kpa。

（3）復(fù)合地基承載力：

Rsp=m×Rp/Ap+β（1-m）×Rs

Rsp-復(fù)合地基承載力（KPa）;

Rs-樁間土地基承載力（KPa）;

m-樁的置換率，為0.187;

β-樁間土承載力折減系數(shù)，樁端為軟土?xí)r可取0.5～1.0，樁端為硬土?xí)r可取0.1～0.4，本次取0.5;

計(jì)算可得復(fù)合地基承載力為157.9kpa大于150kpa（設(shè)計(jì)要求），符合要求。

（4）沉降驗(yàn)算

容許工后沉降300mm，工后沉降基準(zhǔn)期為180月，沉降修正系數(shù)采用1.2

地基的沉降量可按下式計(jì)算確定：

St=（ms-1+Ut）*Sc

式中：ms --沉降系數(shù);與地基條件、荷載強(qiáng)度、加荷速率等因素有關(guān)，本算例取1.2;

Sc --主固結(jié)沉降;

Ut --t時(shí)間的地基平均固結(jié)強(qiáng)度;天然地基采用太沙基一維固結(jié)理論解計(jì)算。豎向固結(jié)條件下，地基豎向平均固結(jié)度。

采用深層攪拌法處理前，地基沉降量為398mm，不滿足規(guī)范要求，采用深層攪拌法處理后，地基沉降量為205mm。滿足要求。

5、質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）水泥攪拌樁質(zhì)量檢驗(yàn)必須由專門的檢測(cè)單位進(jìn)行。

（2）單樁載荷試驗(yàn)：用于單樁載荷試驗(yàn)樁的數(shù)量不低于總樁數(shù)的1%，且每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不少于3處，一般應(yīng)按比例隨機(jī)抽取，且分布基本均勻，試驗(yàn)得到的單樁承載力不得低于設(shè)計(jì)要求。

（3）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)：用于復(fù)合地基載荷試驗(yàn)樁的數(shù)量不低于總樁數(shù)的1%，且每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不少于3處，一般應(yīng)按比例隨機(jī)抽取，且分布基本均勻，試驗(yàn)得到的復(fù)合承載力不得低于設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論：

在城市道路建設(shè)過(guò)程中，人工填土路基非常常見(jiàn)，本文以某實(shí)際城市道路人工填土路基為例，對(duì)比分析了三種不同的人工填土路基處理方案，結(jié)果表明：深層攪拌法具有良好的適應(yīng)性，理論上完全可行，通過(guò)試樁可以確定實(shí)際處理效果，該方法既節(jié)省了填土外運(yùn)的大量費(fèi)用，同時(shí)在施工過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響較小，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可供類似工程參考。

參考文獻(xiàn)：

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[3]《國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集 城市道路-軟土地基處理》15MR301中國(guó)計(jì)劃出版社2015。

作者簡(jiǎn)介：

羅凱（1988.12-） ，男，漢族，湖南長(zhǎng)沙，本科，工程師，主要從事城市道路設(shè)計(jì)。