軟土地區大型取土坑處道路高填方路堤研究

[摘 要]以天津市濱海新區港塘路拓寬工程沿線跨越的兩處大型取土坑高路堤設計為例，對軟土地區高填方路堤的路基處理方式和路堤形式選擇進行了研究和探討。在綜合考慮場地土質狀況、用地條件、路堤安全穩定性、可實施性及經濟性等因素后提出了較為合理的處理方案，可供其它類似工程項目的借鑒。

[關鍵詞]軟土地基 大型取土坑 地基處理 高填方路堤

引言

隨著天津市濱海新區經濟建設步伐的加快，區域內各級路網的建設和完善也走上了快車道。但由于該區域內天然土質較差，含水量高、孔隙比大、強度低，缺乏優良土質，近年來出現了大量不合理取土的現象。形成了很多大型的取土坑，嚴重影響區域內道路、橋梁等基礎設施的建設。

本文結合濱海新區港塘路拓寬改造工程沿線兩個大型取土坑的路基處理設計。提出在軟土地區緊鄰大型取土坑進行道路新建及加寬工程建設時一些經濟合理的路基處理方案。

概況

港塘路改造工程位于天津市濱海新區的，是連接大港區和塘沽區兩大主要城區的一條重要通道，其中長約8kin的路段為利用既有路拓寬改造段，其余為新建道路。一號取土坑位于既有路拓寬改造路段，西側半幅路需跨越該取土坑。取土坑與現狀路基高差為lOre。二號取土坑位于港塘路新建路段，與路基高差最高達15m，坑中部分區域有積水。

1 路基處理方案

高填方路堤對路基處理方案設計不僅要控制路基總沉降和不均勻沉降，還需考慮路基的整體穩定性，如果對軟土路基不加處理或處理不當，很容易造成路基失穩、工后沉降過大和不均勻沉降等問題，嚴重時還有可能導致滑坡，路面開裂等病害。

1.1 坑底軟土地基處理

目前，我國高速公路上常用的軟基處理方法主要有：換土墊層法、深層密實法、排水固結法、加筋法、膠結法、熱學法等六大類，其中大部分也都適合公路拓寬時采用。 一號取土坑位于舊路拓寬段，地基處理在控制沉降的前提下要兼顧路基穩定性的需求，對比上文所列的幾種處理措施，適用于此工程狀況且較為經濟合理的有換土墊層法、水泥土攪拌法等方式。二號取土坑位于新建路段，在坑底的地基處理方面可以采用較為簡單經濟的換土墊層法進行處理。

1.2 路堤形式的選擇

放坡方案：以一定的邊坡坡度進行二級或三級放坡，各級邊坡之間設置護坡道。路基填料采用石灰土或輕質填料分層回填，必要時層間鋪設土工格柵，提高路基的整體性和穩定性。邊坡使用漿砌片石或植草防護，防止水流的沖刷破壞。該方案施工難度低，投資少。安全系數高，如征地條件允許，是首選方案。

擋土墻方案：在紅線可控范圍內先進行放坡，用合理的擋土墻形式支撐邊坡，墻后分層回填路基填料。扶壁式擋土墻墻身斷面小，自重輕，圬工省，適用于墻高較大的情況(墻高15m以下均可)，是在軟土地基上使用的最經濟合理的擋土墻形式。該方案穩定性好，適用于征地控制嚴格的地區，但所需投資較大。

2 工程方案比選實例

通過對工后沉降、與舊路基的差異沉降、邊坡穩定、占地以及經濟性方面的指標對方案進行對比和分析，得出如下結論：

2.1 從路基沉降控制及邊坡穩定性方面考慮，放坡方案及擋土墻方案均為可行方案，在不受用地控制的地區可首選放坡方案，如征地條件不允許則需要增加投資采用擋土墻方案。

2.2 放坡方案的邊坡坡度對工后沉降的影響很小，但對邊坡穩定性有一定的影響，理論上坡度越陡穩定性越好，但占地也相應增大，需協調考慮。

2.3 擋土墻方案的穩定性主要和擋墻本身的設計有關。只要保證擋土墻的合理高度及結構設計，以滿足其滑移和傾覆穩定性要求。該方案最大的優點是可以較好地控制占地，且最大限度地控制了路基土的側向位移，但擋土墻的造價相對較高。

2.4 水泥攪拌樁處理地基對路基沉降及穩定性的提高均具有明顯的作用，經水泥攪拌樁處理后的路基工后沉降量大約可減少2～3cm，新舊路基差異沉降也可以控制在2cm以內，保證了道路的整體性。

2.5 等載預壓(超載預壓)是降低路基工后沉降的有效手段，如工期允許需保證一定時間的預壓期。路基土可以達到比較理想的固結效果。

結語

(1)平原地區高填深挖的路基形式較為少見，但在一些恃殊路段(如大型取土坑等)也不可避免地出現了高路堤工程。特別是新舊路基搭接工程，處理不當會造成道路嚴重的結構性破壞。需從安全合理性、可實施性、經濟性及用地條件等多方面綜合考慮，進行路基處理方案的選擇。

(2)路基放坡形式投資少，施工難度低，但占地大；路堤擋土墻形式穩定性好，可以較好地控制占地，但工程投資較大。樁土復合地基、路基填土加筋及施工預壓等措施對降低路基沉降和增強路堤整體穩定性均有積極有效的作用。應結合場地土基的實際狀況選用經濟合理的措施以達到最佳的處理效果。

(3)由于地質條件的復雜性，導致路堤的變形與穩定性也變得十分復雜，因此，在工程施工期間進行現場監控和沉降觀測，并及時采取相應措施或調整方案，對確保工程安全和施工質量是更為重要的工作。