天津?yàn)I海地區(qū)某公路軟土地基處理方法研究

宋艷清

（天津市房屋質(zhì)量安全鑒定檢測(cè)中心，天津 300000）

天津?yàn)I海地區(qū)地下水位高，地下存在軟弱的海相淤泥或淤泥質(zhì)土層，厚度達(dá)數(shù)米至十幾米，給道路的設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)很大的困難。為保證軟土路基承載力、沉降等滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求，需要對(duì)路基進(jìn)行處理。

1 工程概況

天津?yàn)I海地區(qū)某公路，道路等級(jí)為一級(jí)，雙向八車(chē)道，計(jì)算行車(chē)速度為60Km/h。根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)地埋深25.0m深度范圍內(nèi)，地基土按成因年代可分為以下4層，自上而下依次為：

1.1 人工填土層，厚度1.00～3.10m，軟塑狀態(tài)，主要由粉質(zhì)黏土、黏土、淤泥質(zhì)土質(zhì)組成，屬高壓縮性土。

1.2 全新統(tǒng)中組海相沉積層，厚度16.00～18.00m，該層從上而下可分為3個(gè)亞層。第一亞層，粉質(zhì)黏土：厚度為2.50～4.50m，流塑～軟塑狀態(tài)，屬中～高壓縮性土，fa=90KPa，Es=3.5Mpa；第二亞層，淤泥質(zhì)黏土、軟黏土：厚度為10.90～12.80m，流塑～軟塑狀態(tài)，屬高壓縮性土，fa=75KPa，Es=2.6Mpa；第三亞層，粉質(zhì)黏土：厚度為1.20～2.20m，軟塑狀態(tài)，屬中壓縮性土。fa=105KPa，Es=4.5Mpa。

1.3 全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層，厚度1.00～2.20m，主要由粉質(zhì)黏土、黏土組成，軟塑～可塑狀態(tài)，屬中壓縮性土。fa=120KPa，Es=5.3Mpa。

1.4 全新統(tǒng)下組陸相沖積層，本次勘察未穿透此層，揭露最大厚度5.50m，主要由粉質(zhì)黏土組成，可塑狀態(tài)，屬中壓縮性土，fa=130KPa，Es=6.2Mpa。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該公路容許的工后沉降30cm，由于地下存在較深的軟土層，不能滿足設(shè)計(jì)要求，為保證地基強(qiáng)度避免沉降過(guò)大，必須采取措施來(lái)增強(qiáng)土基強(qiáng)度和地基承載力，需對(duì)路基進(jìn)行處理。

2 路基處理方案比選

針對(duì)該公路的地質(zhì)條件，從處理方法適用性、施工條件、工期進(jìn)度、工程造價(jià)等多方面進(jìn)行分析比較：

2.1 換填墊層法，適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、雜填土地基及溝渠、魚(yú)塘等的淺層處理。該公路地基軟土分布廣，厚度達(dá)到15m以上。采用換填墊層法施工簡(jiǎn)便，不需要特殊的機(jī)械設(shè)備，工期短，造價(jià)低、見(jiàn)效快，可大規(guī)模的采用。

2.2 排水固結(jié)法，適用于含水量高、空隙比大、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)均較小的粘性土的加固。在能提供足夠預(yù)壓期的前提下，該公路路地基軟土可采用排水固結(jié)法進(jìn)行加固，該方法施工復(fù)雜，處理周期較長(zhǎng)。

2.3 石灰樁法，適用于含砂量低，沒(méi)有滯水砂層的雜填土地基或軟粘土地基。該公路地基軟土厚度大，土質(zhì)多為淤泥質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土，土粒以細(xì)小的粘粒為主，含水量高，前30m范圍內(nèi)無(wú)成層分布的粉砂層，適用石灰樁的應(yīng)用，該方法成本較高。

2.4 水泥攪拌樁法，適用于正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。該公路地基軟土以淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土為主，天然含水量大都介于30%～40%之間，塑性指數(shù)主要介于15～20之間，PH值介于7.0～9.0之間，較為適合采用水泥攪拌樁處理軟基，該方法成本過(guò)高。

2.5 土工合成材料法，采用土工格柵加填料形成的夾層結(jié)構(gòu)能較好的解決地基上壓實(shí)、改變軟基的破壞形式、提高軟基承載力的問(wèn)題。土工合成材料與其它軟基加固方法結(jié)合使用，充分發(fā)揮不同加固方法的優(yōu)點(diǎn)，使得軟基處理取得更為理想的效果。該公路軟基處理方式的選擇應(yīng)充分利用土工合成材料的優(yōu)良特性，提高軟基處理效果。

經(jīng)以上綜合比較分析，決定采用淺層換填結(jié)合土工合成材料處理措施，并根據(jù)根據(jù)車(chē)輛荷載作用深度確定換填深度。由于該公路路基填土層以下均為海相沉積軟土，且該公路通行的大型重載車(chē)輛較多，為加強(qiáng)承托層的整體性，路基處理采用兩層鋼塑土工格柵。

該公路處理措施如下：挖除既有填土至路面結(jié)構(gòu)以下1.4m，整平壓實(shí)，然后通鋪兩層竹笆，再通鋪一層高強(qiáng)經(jīng)編復(fù)合土工布；填筑60cm山皮土并壓實(shí)作為承托層，然后在山皮土頂通鋪一層鋼塑土工格柵，再填筑40cm山皮土；土工格柵在山皮土頂面反包2m，在山皮土頂通鋪一層鋼塑土工格柵，然后鋪筑40cm厚碎石；土工格柵在碎石頂面反包2m，然后在碎石上通鋪一層防水土工布（兩布一膜形式），最后施作路面結(jié)構(gòu)。

3 處理效果檢測(cè)

該公路按以上處理方案進(jìn)行施工，對(duì)路基的彎沉值、運(yùn)營(yíng)階段的沉降進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：

（1）彎沉值檢測(cè)：路基施工完成后，對(duì)路基頂面回彈彎沉值進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法采用貝克曼梁法，共檢測(cè)60點(diǎn)，回彈彎沉值在 180～220（0.01mm）之間，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）工后沉降觀測(cè)：公路施工完成后運(yùn)營(yíng)期間，沿公路每隔300米布設(shè)一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位（共計(jì)11個(gè)觀測(cè)點(diǎn)），觀測(cè)周期為6個(gè)月，各觀測(cè)點(diǎn)累積沉降量在1.2cm～2.5cm之間。

4 結(jié)語(yǔ)

天津?yàn)I海地區(qū)土質(zhì)軟弱，對(duì)于沉降控制不是比較嚴(yán)格的公路路段，可采用淺層換填與土工合成材料結(jié)合處理方法。該方法能很好的滿足公路對(duì)路基強(qiáng)度及工后沉降的要求，同時(shí)施工簡(jiǎn)便，工期短，造價(jià)低、見(jiàn)效快，可大規(guī)模使用。

[1]地基處理手冊(cè)編委會(huì).地基處理手冊(cè)[M].2版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000，33-52.