公路垃圾土地基處理方法的探討

鄭 敏，趙華祥，金珊珊

(云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011)

公路垃圾土地基處理方法的探討

鄭 敏，趙華祥，金珊珊

(云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011)

隨著云南高速公路的迅速發展，一些高速公路與城市規劃區的距離也越來越近。在云南高速公路建設中，遇到一段垃圾土地基，對該段垃圾土地基提出了改線、換填、PC管樁、CFG樁、孔內深層強夯等處治方案，并對這些方案進行了比較研究。

公路；垃圾土地基；處理方法

1 項目概況

觀音山立交連接線設計止點與觀音山經濟開發片區中規劃道路黃草壩路相連接，立交連接LK0+892.04～LK1+332.783段為路基，主要以低路堤及路塹為主。該段經過生活垃圾、建筑垃圾填埋場，地質勘探鉆孔LK0+891.5處揭示垃圾總厚度為22 m，LK1+049處鉆孔垃圾厚度為27.1 m，現場實際情況為路基底部及兩側均有較深厚的垃圾，且立交連接線中的收費站、收費站管理用房及觀音山隧道管理所均位于垃圾土層上，該段垃圾土厚度大、堆積松散、工程特性極差，對建成后公路的沉降與不均勻沉降極為不利，也極大地影響到此路段今后的營運安全，路旁的垃圾環境也不利于收費站及管理用房工作人員身體健康。結合原設計及現場實際情況，對該路段的工程進行處治設計。觀音山立交連接線東側存在兩處高壓鐵塔，對路線的走向有一定的限制。

2 工程地質條件

(1)表層為人工棄土，褐黃、灰白色，以粘土、生活垃圾及建筑垃圾為主，厚度22～27 m。

(2)第2層為粘土，淺黃、棕黃、褐黃等色，硬可塑，地基承載力基本容許值180 kPa，摩阻力標準值70 kPa，厚約25 m。

(3)第三層為白云巖、灰巖：灰白色，強風化，巖芯呈碎塊狀，地基承載力基本容許值800 kPa，摩阻力標準值190 kPa。

3 處治方案

3.1 改線方案

改線方案1：從原設計線位LK0+350開始改線，為避讓高壓鐵塔，改線方案1從兩個高壓鐵塔右側通過，該方案地勢平坦，路線遠離主要垃圾區域，改線總長度為1 048.585 m。

工程量：改線方案1較原設計需增長橋梁180 m，改線段中路基長度340 m，估算合計2 824.5萬元(含建安費2 100萬元、新征地費用724.5萬元)。

方案優缺點：該方案改線后距離垃圾區域較遠，對填埋場無擾動，行車安全性好，造價低；需另行新征永久用地約69畝，可能會造成部分廢置工程。

改線方案2：從原設計線位LK0+350開始改線，為避讓高壓鐵塔，改線方案2從兩鐵塔中間穿過，通過鐵塔路段為挖方路段，坡頂距離鐵塔較近，改線后路線距離主要垃圾區域仍較近，該方案改線總長度為1 030.941 m。

改線方案2工程量：改線方案2較原設計需增長橋梁206 m，改線段中路基長度285 m，估算合計3 037.5萬元(其中含建安費2 250萬元、新征地費用787.5萬元)。

方案優缺點：該方案改線后行車安全性好，造價省相比換填方案和處治方案??；但是由于路線距離垃圾區域較近，影響收費站及管理用房使用，需另行新征永久用地約75畝，可能會造成部分廢置工程。

3.2 換填方案

換填方案通過整體挖除該段路基下方的建筑垃圾及生活垃圾，采用路堤填土換填，徹底解決垃圾土層帶來的沉降問題。

換填處治方案主要措施包括：從兩邊路基寬采用1∶1斷面形式進行放坡，放坡至垃圾層底部，確定回填邊坡坡腳線，從填方邊坡線往上采用1∶0.5的坡率確定最終的開挖線，采用沖擊碾壓的方式回填路堤，兩側超挖部分采用反壓回填至路面頂標高處理。路床下設置三層土工格柵，減小后期路堤不均勻沉降。

方案工程量估算：換填方案需挖除垃圾土79萬m3，回填路堤填土70萬m3，垃圾清運、處理79萬m3，估算合計5 203.7萬元。(含換填處治費用3 168.2萬元、收費管理用房地基處理635.5萬元及環境處理費用300萬元、垃圾土層段原路基費用1 100萬元)。

方案優缺點：該方案路基換填后行車安全性好，無需新征永久用地；但是開挖、回填垃圾層土石方量大，垃圾的清運量大，由于收費站及管理用房仍處于垃圾范圍內部，對收費人員身體健康存在長期威脅，該方案需另行新征臨時用地約18畝。

3.3 管樁處治方案

管樁處治方案采用在路基下設置PC管樁的措施處治垃圾土層，將道路荷載傳至垃圾層下方的粘土層中，減小垃圾層的沉降，保證該路段的行車安全、舒適。

管樁方案主要措施包括：路面頂設計標高至其下5 m的深度，采用1:0.58(30°擴散角)斷面形式進行放坡，確定填邊坡坡腳線，從填方邊坡線往上采用1∶0.5的坡率進行放坡，確定最終的開挖線，挖除路面頂設計標高其下5 m深度內的垃圾土層，采用靜壓樁的方式將PC管樁壓入垃圾土層，其中PC管樁長30 m，樁徑300 mm，三角形分布，樁間距2 m，樁頂設計1 m×1 m×0.3 m的樁帽，形成PC管樁群，將道路荷載傳至垃圾層下方的粘土層中。管樁施工完后，在其上回填碎石及片石墊層，路床中設置兩層土工格柵，隨后施工路床、路面。

工程量：路基處治需設置PC管樁約4 103根，總長123 090 m，估算合計6 546.6萬元。(含管樁處治費用4 491.6萬元、收費管理用房地基處理655萬元及環境處理費用300萬元、垃圾土層段原路基費用1 100萬元)。

方案優缺點：該方案無需新征永久用地，臨時征地少；但方案造價高，且路基下管樁間仍存在一定厚度的垃圾土，未完全消除路基不均勻沉降的風險。收費站及管理用房仍處于垃圾范圍內部，威脅收費人員的身體健康。

3.4 CFG樁處治方案

CFG樁處治方案在路基下設置CFG樁處治垃圾土層，形成樁及樁間垃圾土的復合地基，共同承擔道路荷載，達到減小垃圾層的沉降，保證該路段行車安全的處治效果。

CFG樁方案主要措施包括：路面頂設計標高下5 m深度內的垃圾土層挖除及回填方式與管樁處治方案一致，改用造價較管樁低廉的CFG樁處治垃圾層，其中CFG樁樁長20 m，樁徑400 mm，三角形分布，樁間距1.6 m，形成CFG樁群與樁間垃圾層的復合地基，共同承擔道路荷載。CFG樁施工完后，在其上回填碎石及片石墊層，路床中設置兩層土工格柵，隨后施工路床、路面。

工程量：路基處治需設置CFG管樁約6 410根，總長128 200 m，估算合計3 932.4萬。(含管樁處治費用1 877.4萬、收費管理用房地基處理655萬及環境處理費用300萬、垃圾土層段原路基費用1 100萬)。

方案優缺點：該方案無需新征永久用地，臨時征地少，方案造價較管樁方案低；但路基下CFG樁間垃圾土需承擔部分道路荷載，路基沉降及不均勻沉降較管樁方案大。收費站及管理用房處于垃圾范圍內部，威脅收費人員的身體健康。

3.5 孔內深層強夯碎石樁處治方案

考慮到管樁及CFG樁的造價較高，提出采用孔內深層強夯碎石樁的處治方案。該方案既對路基淺層進行了強夯壓實，又對深層垃圾土層進行了夯實處理。

處治措施分為兩部分：淺層處治和深層處治。淺層處治措施是對路基主要受力區域，即路面標高下5 m深度范圍(路塹)或原地面5 m深度范圍(路堤)路基采用換填處理，挖除該深度路基下垃圾土層，用片石、碎石、碎石土換填；深層處治措施是路基以下5～10 m深度范圍采用孔內強夯碎石樁處治?？變壬顚訌姾凰槭瘶对O計樁長為10 m，樁成孔直徑為50 cm，孔位采用正三角形布置，樁中心設計間距為1.5 m。

工程量：路基處治需設置PC管樁約7 692根，總長76 920 m，估算合計3 156.0萬元。

方案優缺點：該方案無需新征永久用地，臨時征地少；方案造價較其他處治方案低。但該方案仍需考慮安置挖除的5 m深度范圍約6萬m3垃圾的問題。

[1] 許立斌，王書芳. 強夯置換法在處理生活垃圾地基中的應用[J]. 勘察科學技術，2004, 5(5):44-45.

[2] 王國強. 城市垃圾性質及其填埋場的工程地質評價[J].水文地質工程地質, 1999, 6(6): 20- 23.

[3] 徐至鈞，司炳文.地基處理新技術——孔內深層強夯法[M].中國建筑工業出版社，2011.

TU443

B

1008-3383(2017)10-0010-02

2017-06-14

鄭敏(1978-)，男，湖南永州人，工程師，研究方向：公路設計及施工。