揚州沿江地區低路堤路基施工方案優化研究

聶年圣

（江蘇省邗江交通建設工程有限公司，江蘇 揚州 225003）

揚州沿江高等級公路位于長江北岸，瀕臨長江，西起儀征青山，東至江都嘶馬，全長約83 km，工程造價近15億元，是揚州沿江地區東西方向主動脈，更是揚州沿江開發的重要基礎設施工程。根據揚州沿江開發的戰略需求，揚州沿江公路全段按低路堤、開放式建設，設計路基最小填筑高度1.63m，一般情況下需反開挖后進行路基施工，而揚州沿江地區特有的地質水文狀況造成在該方案難以實施，質量、進度都很難達到建設要求。本文將以揚州沿江公路D3標路基施工為研究對象，對揚州沿江地區低路堤施工技術方案進行探討研究。

1 工程概況

揚州沿江高等級公路D3標位于邗江區沙頭鎮，起點樁號K43+867.5，訖點樁號為K47+400，路線全長3.53 km，技術等級為一級，路基寬度25.5m。路線處于長江三角洲沖積平原區，地勢低洼，區內水網密布，河流、溝塘較多，是全線地質最差、施工難度最大的標段之一。全線平均填筑高度在1.3m左右。

1.1 低路堤路段軟土土層地質分析

D3標部分路段存在不良地質，主要分布于K45+340～K45+969.5，主要存在淤泥質黏土及亞黏土層（軟土）（Q4al）。其主要特征為：灰褐色、深灰色，飽和，呈流塑狀，混沙不均，局部夾薄砂層，含云母，混有腐植物，具有高含水量，高壓縮性、高空隙比特征，主要為淤泥質亞黏土。主要呈薄層狀分布于路線K45+300～K45+840段，厚0.90 m～5.80m不等，本層為該路段的不良地質層，其物理及力學指標統計值見表1。

表1 單元土體物理力學特征指標統計表

表1 單元土體物理力學特征指標統計表

壓縮系數Φ′度平均值 38.8 18.3 1.058 1.23 6.5 7.8 16.8 17.2 32.0 0.677指標名稱含水量W%天然重度γ KN/m3空隙比e液性指數ILC a1-2 Kpa快剪 固快 無側限強度qu Kpa Mpa-1 Φ度C′Kpa頻數 6 6 6 6 2 2 4 4 1 3最大值 43.3 18.6 1.130 1.47 10.0 12.7 20.0 20.8 32.0 0.692最小值 36.2 18.2 1.005 1.01 3.0 2.9 14.0 7.1 32.0 0.661

1.2 低路堤軟土地基填筑原設計方案

K45+340～K45+969.5段低路堤軟土地基原填筑設計方案為:清除原地面耕作表土15 cm后，向下翻挖保證深度達到路面底面以下95 cm，基底采用水泥攪拌樁處理方案，樁長8m，樁間距2.1m，樁頂鋪墊20 cm厚的砂墊層,砂墊層上覆一層土工布。土工布以上45 cm路基摻5%石灰處理，分三層進行碾壓夯實，每層約15 cm，以保證路基的強度及壓實度的過渡要求。路面底基層以下30 cm路床摻8%灰土處理，壓實度要求達到96%。

2 低路堤施工優化方案

2.1 優化施工合理化建議的產生

由于開工時正值春季，雨水較多，地下水位較高且地下滲流較強，經檢測土的含水量高達45%。本地區水泥攪拌樁成型較慢,不能完全保證軟基處理質量，同時濕噴樁從施工準備到樁基檢測結束，工期大約需要4～5個月。這樣將使得路基正式施工時恰逢當地農田灌溉期，地表水將倒灌入施工路段，導致路基施工困難。鑒于以上情況，在附近農田灌溉前將路基填筑高出原地面40 cm～60 cm成為路基施工工期控制節點，為此施工方對濕噴樁處理方案產生了優化調整的想法。施工方結合現場分析，發現原有地表層遭到開挖擾動后，基底土層地下水上涌，使得基底土層極不穩定，機械甚至人工均很難在此土層上進行施工，為使基底土穩定，最簡便的辦法只有在上面覆蓋一層堅硬的材料以穩定基底土不致擾動。但用什么堅硬的材料既經濟又實用呢？施工方通過論證，從實際出發，最終選擇了碎石土。碎石土為石礦場開采表層石料時形成的棄料，但用于路基施工相對經濟節約，施工方圍繞碎石土迅速制訂了詳細的施工方案，并進行試驗段施工。

2.2 路基優化方案施工工藝流程

根據設計文件及現場情況，選擇在K45+400～K45+700段300m進行試驗段施工，施工方落實有關工序責任人并全程跟蹤檢測。

2.2.1 清表開挖

測量放樣后，清除表土并開挖至路基基底高程。

2.2.2 降水

由于基底土層的含水量較高，在進行基底處理時必須首先降低基底土層中的土的含水量，試驗段采用開挖臨時邊溝結合水泵抽排的方式進行路基淺層降水。用挖掘機在路基兩側50 cm外各開挖一條邊溝，邊溝底比基底低約50 cm，并采用水泵及時抽排積水，這樣既可降低路基基底地下水位，又阻止路基兩側外部地表水和地下水的滲入。一周后，經檢測基底土含水量由原45%左右降至28%左右，取得預期效果。

2.2.3 基底處理

為保證基底的強度，基底采用了5%石灰處理，考慮土的含水量仍然偏大采用生石灰塊均勻布入基底土中吸收土中部分水份，再用挖掘機和履帶三鏵犁拌和均勻，用推土機整平初壓，放置3天后，用12 t～15 t壓路機進行復壓，對彈簧區域進行局部處理。

2.2.4 填筑碎石土

基底處理完畢后，即進行碎石土填筑，碎石土要求碎石粒徑小于20 cm，碎石含量大于80%，填筑厚度為40 cm，用推土機推平并初步整平，再用振動壓路機振動碾壓4遍，直至頂面基本無輪跡并無明顯高差。

2.2.5 填筑5%石灰土

碎石土碾壓驗收后，及時用灰土層封閉碎石土，以免碎石土因地表水及雨水滲入而影響整體質量，為保持良好的密水性，采用了黏性土做為土源。將在取土場直接粉碎拌和地成品灰土運至碎石土頂面，按20 cm厚度攤平，整平碾壓至規定壓實度。

2.2.6 填筑8%石灰土

路床還設計有30 cm厚8%石灰土，壓實度要求大于96%，分為兩層施工。由于路基下承層穩定密實，采用路拌法施工，整平碾壓至規定壓實度即可。

3 方案評價

3.1 質量評價

D3標試驗段路基施工結束后，按照公路工程質量檢驗評定標準對該段路基進行了檢查驗收，各項指標均符合規范要求，試驗段低路堤路基頂彎沉值及壓實度驗收結果見表2。

表2 試驗段實測彎沉值和壓實度統計表

以上彎沉值經過加權平均得到L=32.5（0.01mm），根據公式：Lr=L+ZaS=32.5+2.0+6.3=45.1（0.01 mm）；試驗段代表彎沉值遠遠小于設計圖紙規定值L=210（0.01mm），壓實度檢驗結果也符合規范要求。

有關單位在工程交工后2年內定期對現場進行了監測，結果表明路面平整密實，路基穩定，無明顯不均勻沉降，采用低路堤優化方案進行施工的路基質量能滿足要求。

3.2 經濟效果評價

通過采用碎石土優化方案與原設計采用的濕噴樁施工工藝的施工成本及工期的比較，更加直觀形象說明碎石土工藝的優點，詳見表3。

表3 碎石土與濕噴樁施工成本及工期分析評價表

備注：兩個方案中路基其余層次一致。

以上結果反映優化方案優勢明顯，大幅節約費用、工期，施工風險大大降低，從經濟評價角度完全可行。

4 結束語

揚州沿江公路D3標對揚州沿江地區低路堤施工提出優化建議，采用碎石土的施工方案，進行成功推廣運用。既為公路建設節約了大量的資金和工期，又在節約環保方面做出貢獻，節約了濕噴樁施工所需的大量水泥，使用的碎石土為石礦的廢棄材料，實現了“變廢為寶”。優化方案得到了有關單位及專家的肯定和好評，產生了良好的社會和經濟效益。實踐證明該方案的成功運用為揚州沿江地區公路設計、施工開拓了思路，提供了借鑒，也必將在揚州沿江開發熱潮中發揮更大的作用。