淺談曹妃甸工業(yè)區(qū)成都路道路工程設(shè)計(jì)

【摘 要】 本文結(jié)合曹妃甸工業(yè)區(qū)成都路市政工程道路工程，分析設(shè)計(jì)方案及曹妃甸地區(qū)填海造地路基處理方法，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工程的設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】 曹妃甸 填海造地 路基處理

項(xiàng)目背景及工程概況

曹妃甸地處唐山市南部沿海，原是一座東北、西南走向的帶狀沙島，為古灤河入海沖積而成，至今已有5500多年的歷史，因島上原有曹妃廟而得名。“面向大海有深槽，背靠陸地有淺灘”是曹妃甸最明顯的自然地理特征，為大型深水港口建設(shè)和臨港產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了優(yōu)越條件，被譽(yù)為“國(guó)寶之地”。

本項(xiàng)目位于唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)內(nèi)，曹妃甸是唐山南部近海的一個(gè)沙島，位于東經(jīng)118°38”，北緯 38°55”，陸路距離唐山市中心城區(qū)90公里，距北京市230公里，距天津?yàn)I海新區(qū)130公里。曹妃甸地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈中心，依托京、津、唐廣大腹地，陸路交通暢通，具備良好的區(qū)域發(fā)展條件。

成都路位于曹妃甸工業(yè)區(qū)高新區(qū)，北起長(zhǎng)春西道，南至宜賓道。成都路道路等級(jí)為城市主干道，道路紅線50m，設(shè)計(jì)車速50km/h，定線長(zhǎng)度9.133km，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度9.07km。

一、 場(chǎng)地工程地質(zhì)評(píng)價(jià)及建議

成都路地表土層為新近圍海造地而成，地勢(shì)相對(duì)平坦，地面標(biāo)高為2.35～5.57m，地表主要為新近吹填土、素填土、雜填土，場(chǎng)地地層主要為海相沉積所形成，地質(zhì)條件復(fù)雜程度一般。

通過對(duì)擬建工程設(shè)計(jì)資料和本次勘察成果的分析，該擬建道路場(chǎng)地類別為Ⅲ類，存在飽和砂土、粉土地震液化的不良地質(zhì)作用，未發(fā)現(xiàn)其它不良地質(zhì)作用，建筑場(chǎng)地比較穩(wěn)定，可以進(jìn)行本道路工程建設(shè)。

（1）本次勘察深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土具強(qiáng)結(jié)晶類腐蝕、不具分解類腐蝕、具強(qiáng)結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕，綜合評(píng)價(jià)為強(qiáng)腐蝕。

（2）本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。在設(shè)防烈度為7度時(shí)，本場(chǎng)地土層發(fā)生液化，液化等級(jí)為嚴(yán)重。

（3）擬建建筑場(chǎng)地類別為III類。

（4）本場(chǎng)地地基土標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.6m。

（5）由于本工程勘察鉆孔間距約在100m左右，勘探孔距相對(duì)較大，因此路基施工過程中，若路基土層與本報(bào)告所揭示的地層有較大出入時(shí)，須結(jié)合地層土質(zhì)情況及設(shè)計(jì)、施工條件予以妥善處理，必要時(shí)，建議進(jìn)行施工勘察。

（6）對(duì)于人工吹填砂層，吹填土具有吹填時(shí)間短，尚未完成固結(jié)沉降，施工時(shí)地面標(biāo)高應(yīng)按當(dāng)時(shí)實(shí)測(cè)標(biāo)高為準(zhǔn)。

二、 道路工程設(shè)計(jì)

1、 定線與平面設(shè)計(jì)

成都路定線按照規(guī)劃中線設(shè)計(jì)，成都路定線起點(diǎn)0+000與規(guī)劃宜賓道中線相交，定線終點(diǎn)9+133.72與規(guī)劃長(zhǎng)春西道中線相交。成都路道路定線設(shè)兩處折點(diǎn)，分別設(shè)半徑為5477米和1000米的圓曲線，定線長(zhǎng)度9133.72m。

成都路平面設(shè)計(jì)起點(diǎn)0+023.44與規(guī)劃宜賓道接，設(shè)計(jì)終點(diǎn)9+093.56與規(guī)劃長(zhǎng)春西道接。石化大街設(shè)計(jì)長(zhǎng)度9070.12m。

2、 縱斷面設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)滿足沿線排水設(shè)施要求，滿足管線覆土深度要求。為保證行車安全、舒適，縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁，做到縱坡均衡、平順，豎曲線的設(shè)置充分照顧到了與平曲線的配合及對(duì)應(yīng)。本次成都路由南向北依次上跨規(guī)劃杭州河、石家莊河和沈陽河，成都路縱段設(shè)計(jì)滿足成都路上跨上述3條河道要求及與成都路十字平交的規(guī)劃路上跨成都路西側(cè)成都河要求。

本次縱斷設(shè)計(jì)最大縱坡為1.9%，最小縱坡為0.3%，最小凸型豎曲線半徑為2000米，最小凹型豎曲線半徑為5000 米，除路口接順范圍最小坡長(zhǎng)為140米。

3、橫斷面設(shè)計(jì)

成都路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬50米：3米（人行道）+2米（連續(xù)綠化帶）+3.5米（非機(jī)動(dòng)車道）+5米（兩側(cè)分隔帶）+23米（機(jī)動(dòng)車道）+5米（兩側(cè)分隔帶）+3.5米（非機(jī)動(dòng)車道）+2米（連續(xù)綠化帶）+3米（人行道）=50米

人行道外側(cè)均設(shè)置0.5米土路肩，再進(jìn)行1：1.5放坡到地面。機(jī)動(dòng)車道路面路拱橫坡為兩面坡，坡度為1.5%，路拱曲線為直線型，坡向機(jī)車車道外側(cè)；非機(jī)動(dòng)車道為單面坡，坡度為1.5%，路拱曲線為直線，坡向人行道一側(cè)；人行道為一面坡，坡度為1%，坡向非機(jī)動(dòng)車道。

4、路基處理

現(xiàn)有場(chǎng)地為填海造地形成，表層主要為吹填砂，且厚度一般在3.20m～4.70m。吹填的砂土層目前還處于松散狀態(tài)，承載力較低，在設(shè)防烈度為7度時(shí)，本場(chǎng)地土層發(fā)生液化，液化等級(jí)為嚴(yán)重。因此必須對(duì)吹填砂層進(jìn)行處理。

飽和松散的砂土地基，其本身有很大的的震密性，當(dāng)遇到強(qiáng)大的地震力作用時(shí)，土的孔隙要減小。但因短時(shí)間內(nèi)充滿土孔隙中的水難以實(shí)時(shí)排出，土孔隙無法減小，土骨架呈松馳狀態(tài)，土粒間的有效應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌紫端畨毫ΓS著振動(dòng)的持續(xù)作用，土中超孔隙水壓力不斷地聚集、提高，當(dāng)其值達(dá)到相應(yīng)的固結(jié)壓力，土粒呈懸浮狀態(tài)，土粒間有效應(yīng)力幾乎減小為零，地基土驟然喪失抗剪強(qiáng)度和承載能力，土體變?yōu)檎硿后w，并出現(xiàn)噴沙冒水等現(xiàn)象，即產(chǎn)生液化。當(dāng)產(chǎn)生液化時(shí)，地基的承載力將會(huì)大大降低，對(duì)其上的工程造成巨大的破壞作用。

目前曹妃甸地區(qū)應(yīng)用較多，技術(shù)比較成熟的處理砂土液化的處理方法有換填、擠密碎石樁和強(qiáng)夯置換法。

1）換填需對(duì)整個(gè)液化等級(jí)為嚴(yán)重的土層進(jìn)行挖除換填，因本項(xiàng)目液化等級(jí)為嚴(yán)重的土層較厚，大概為15m，并且地下水位較高，從實(shí)施難度和經(jīng)濟(jì)角度考慮不適用于本工程。

2）振動(dòng)擠密碎石樁首先用振動(dòng)成孔器成孔，成孔過程中樁孔位的土體被擠到周圍土體中去，成孔后提起振動(dòng)成孔器，向孔內(nèi)倒入約1米厚的碎石再用振動(dòng)成孔器進(jìn)行搗固密實(shí)，然后提起振動(dòng)成孔器，繼續(xù)倒碎石，直至碎石樁形成。振動(dòng)擠密碎石樁與地基土形成復(fù)合地基，是一種有效的處理砂土液化的地基處理方法，近年在公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)軟弱土層厚度小于15m或在該深度以內(nèi)遇有較硬土層時(shí)，將樁端置于較硬土層中。擠密碎石樁的造價(jià)較高（約420元/m2），施工復(fù)雜程度較高，施工周期長(zhǎng)，施工過程中效果受施工質(zhì)量影響較大，故本次設(shè)計(jì)不考慮使用。

3）強(qiáng)夯置換法相對(duì)于其他地基處理方式，強(qiáng)夯法是消除砂土地基液化最為經(jīng)濟(jì)的手段之一，？且施工簡(jiǎn)單，易于操作和管理，并且在曹妃甸地區(qū)已經(jīng)有一些成功的工程實(shí)例可以借鑒，所以本次地基處理推薦使用強(qiáng)夯置換法。

路基處理范圍為道路紅線（坡腳）兩側(cè)外2m范圍。挖除表層砂或淤泥，淤泥層較厚時(shí)，拋石擠淤，然后換填山皮石至路面結(jié)構(gòu)下20cm，開始采用強(qiáng)夯機(jī)兩遍點(diǎn)夯，一遍滿夯的方法進(jìn)行施工。如地下基礎(chǔ)不好，夯沉量不能滿足要求時(shí)，可向該施工作業(yè)面內(nèi)填碎石重新局部強(qiáng)夯，直到夯沉量滿足要求為止，開始填筑20cm級(jí)配碎石，滿足壓實(shí)要求。

5、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)采用：

細(xì)粒式改性瀝青混凝土AC-13C 4cm

粘層油（PC-3）

中粒式瀝青混凝土 AC-20C 6cm

粘層油（PC-3）

粗粒式瀝青混凝土 AC-25C 8cm

下封層 1cm

透層油（PC-2）

水泥穩(wěn)定碎石（4.0MPa） 18cm

水泥穩(wěn)定碎石（3.0MPa） 18cm

級(jí)配碎石 20cm

總厚度 75cm

非機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)采用：

細(xì)粒式瀝青混凝土 AC-13C 3.5cm

粘層油（PC-3）

中粒式瀝青混凝土 AC-16C 4.5cm

下封層 1cm

透層油（PC-2）

水泥穩(wěn)定碎石（3.0MPa） 20cm

級(jí)配碎石 20cm

總厚度 49cm

人行道路面結(jié)構(gòu)采用：

透水型步道方磚 6cm

水泥砂漿墊層 2cm

C15無砂砼 15cm

粗砂墊層 5cm

總厚度 28cm

三、得出的經(jīng)驗(yàn)

1、要認(rèn)真做好地質(zhì)勘查工作，并在施工前核實(shí)地質(zhì)情況。

2、設(shè)計(jì)過程中要參考本地區(qū)已經(jīng)實(shí)施完成的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及工程可實(shí)施性。

參考文獻(xiàn)

[1] 《唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)西港路市政道路工程工程地質(zhì)勘查報(bào)告》；

[2] 《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2004）；

[3] 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2006）。