基于檢測的軟土道路沉降段處治方案研究

徐曉勇，馬 健

（1.杭州市望江地區改造建設指揮部,浙江 杭州 310016；2.上海巖土工程勘察設計研究院有限公司,上海市 200093）

基于檢測的軟土道路沉降段處治方案研究

徐曉勇1，馬 健2

（1.杭州市望江地區改造建設指揮部,浙江 杭州 310016；2.上海巖土工程勘察設計研究院有限公司,上海市 200093）

近年來，軟土地區道路工程施工面臨的周邊條件趨于復雜，不可避免地遇到了地質條件復雜、周邊環境較差等問題。依托軟土地區某一級公路兼城市主干路項目，研究了多種不利條件耦合下的道路出現嚴重病害，如何針對性地進行檢測分析后查明原因，并為補救處治方案提供依據。實踐表明基于檢測結果的補救處治方案較好地解決了系列問題，為類似工程的設計施工提供了借鑒。

軟土地基；道路工程；沉降；檢測；處治

0 引言

軟土地區道路工程是一個土力學、基礎學、路面結構學及工程施工相結合的傳統課題，它不僅涉及土力學中典型的沉降問題，而且涉及穩定性問題，還在擋墻段涉及土與支護結構的共同作用[1-2]。近年來，越來越多的道路工程建設集中實施，工期緊、任務重，通車后道路病害的頻發引起了人們越來越多的關注與思考。由于道路沉降等病害造成鄰近建筑物及市政管線的破壞和影響帶來的損失很大，這就對軟土地區道路工程的設計提出了更高的要求[3-5]。

某道路工程位于濱海軟土區域，地質條件較差，道路等級為一級公路兼城市主干路，不僅具有公路的性質，還有城市道路的功能，路面下還鋪設了各種市政管線（雨污水、燃氣、電力、電信等）。設計時必須考慮到軟土地基沉降對行車和市政管線的影響。但該工程車行道通車運行僅僅兩個月就在部分路段出現了道路開裂、沉陷等嚴重病害。因此對該工程進行檢測與補救處治方案的研究探索，對今后軟土地區的道路工程設計與施工具有一定的實用價值和借鑒意義。

1 工程概況

軟土地區某一級公路兼城市主干路，設計速度為60 km/h，紅線寬度為40 m，總長約8 km。本次發生沉降路段位于樁號K2+310～K2+470，長約160 m。病害存在開裂、沉陷等，造成了較差的社會影響。

該段在2015年5月10日至2015年7月15日期間進行了沉降觀測，路面沉降量最大累計達32.5 cm，雨、污水管道也有不同程度的下沉和變形，影響了道路和排水管道的正常使用。現狀道路面層已挖除，人行道、綠化帶尚未完成施工，檢測實施前沉降段已架設圍欄遮擋，并對病害嚴重的路面結構進行了清除（見圖1）。

圖1 工程現場情況圖

1.1 工地質條件

擬建場地屬海積平原地貌單元，沿線有農田、菜地、水塘及空地等，整體地勢起伏不大。

根據道路沿線各鉆孔揭示的地層，場地由7個巖性單元層組成，分別為①素填土、②粉質黏土、③淤泥、④細砂、⑤淤泥質粉質黏土、⑥粗砂、⑦粉質黏土。其中③淤泥、⑤淤泥質粉質黏土土質較差，其余各層土性較好，地基承載力基本容許值均不小于110 kPa。靠近沉降段鉆孔③淤泥、⑤淤泥質粉質黏土各厚約4 m，中間夾④細砂層厚約4 m。

1.2 原設計情況

因工程研究范圍（K2+310～K2+470）內路基地質條件較差，原施工圖設計采用粉噴樁處理路基，處理范圍主要為新建路基段。粉噴樁徑0.55 m，梅花形布置，樁間距1.2 m，平均樁長9 m。

車行道路面結構從上至下依次為上面層（4 cm AC-13C細粒式SBS改性瀝青混凝土）+瀝青黏層+中面層（6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土）+瀝青黏層+下面層（8 cm AC-25C粗粒式瀝青混凝土）+1 cm瀝青封層+瀝青透層+基層（36 cm 5.5%水泥穩定碎石)+底基層（20 cm級配碎石）。其中，水泥穩定碎石基層分兩層攤鋪，上基層18 cm 5.5%水泥穩定碎石，壓實度98%，7 d無側限抗壓強度采用3.5 MPa；下基層18 cm 5.5%水泥穩定碎石，壓實度取97%，7 d無側限抗壓強度采用2.5 MPa。

雨水原設計：Y134～Y137段由南向北敷設d1000雨水管，管道覆土在3.0 m左右，管材采用鋼筋混凝土Ⅱ級管，橡膠圈承插式接口，180°砂石基礎(中砂、粗砂)。

污水原設計：W311～W313段由北向南敷設DN600污水管，管道覆土在8.0 m左右，管材采用HDPE雙壁波紋管，橡膠圈承插式接口，180°砂墊層基礎，管道環剛度為8 kN/m2。

雨污水管線地基處理：梅花樁形式，樁長4.5 m，尾徑10 cm的木麻黃，樁間距30 cm，再拋30 cm片石，10 cm石屑嵌縫，并采用180°砂石基礎，滿鋪槽底。

1.3 原實施情況

根據施工記錄整理出沉降段各主要工況施工時間見表1，路基回填較快，其余工序工期基本合理。

表1 沉降段各主要工況施工時間表

2 檢測方案

基于上述病害、地質、原設計情況等資料，有必要進行針對性檢測，一方面可以查找病害原因，另一方面可以為補救方案提供依據。

因此，針對本工程該路段沉降嚴重等病害情況，結合相關部門對整改工作的要求，檢測方案主要包括：

（1）進行該段補勘（共計布設8點：沿道路沉降最大樁號橫向布設3點，沿道路走向布設5點）。

（2）排水管網檢測（對該段雨污水管道分別進行CCTV檢測）。

（3）沉降段沉降觀測（共布設沉降觀測點8個）。

（4）沉降段水平位移觀測（沿道路魚塘側可能位移方向共布設3點，埋深大于20 m）。

（5）結合沉降段拆除的分層進行，同時進行路面抽芯、水穩碎石無側限抗壓強度、路床土樣密實度等還原檢測。

3 檢測結果

3.1 沉降觀測情況

結合歷史觀測資料及本次觀測資料（見圖2），2015年5月10日至2015年7月15日期間最大沉降32.5 cm（位于K2+400處），同時具備從中間向兩側依次減小的特點，即K2+360處沉降18 cm，K2+340處沉降16.5 cm，而K2+310、K2+479處沉降均小于3 cm，已基本正常。沉降主要發生于K2+310～K2+470段。目前所有測點沉降已經基本穩定。

圖2 沉降段累計沉降觀測曲線

3.2 土樣密實度檢測情況

根據市政工程質量檢測中心提供的《土樣密實度檢測報告》，顯示K2+400處土樣密實度95.9%，滿足原設計要求的壓實度不小于95%。

3.3 路面結構抽芯檢測情況

根據市政工程質量檢測中心提供的《抽芯檢測報告》，顯示 K2+320、K2+400、K2+460共計三處抽芯均“分層壓實，成型完好”。

3.4 水穩碎石無側限抗壓強度檢測情況

根據市政工程質量檢測中心提供的《無側限抗壓強度試驗報告》，顯示K2+400機動車道處試樣抗壓強度5.7 MPa，K2+420機動車道處試樣抗壓強度4.7 MPa，K2+460機動車道處試樣抗壓強度5.0 MPa，共計三處均滿足原設計要求的不小于3.5 MPa。

3.5 CCTV檢測情況

根據排水管道電視檢測項目檢測結果顯示（見表2），本次沉降路段進行排水管道電視檢測，其中該路段的雨污水管道的缺陷主要有破裂、漏水、洼水（管道下沉），根據這些缺陷情況建議采用開挖修復。

表2 雨污水管道檢測缺陷詳表

3.6 水平位移情況

深層水平位移觀測數據表明，五天最大累計位移15 mm，最大變化速率5.03 mm/d，水平位移仍未穩定。

外祖母沒有辦法，依了她。給她在家里請了一位老先生，就在自己家院子的空房子里邊擺上了書桌，還有幾個鄰居家的姑娘，一齊念書。

3.7 補勘情況

根據補勘資料，K2+400處鉆孔的淤泥質土層層底標高-9.35 m，層厚9.1 m，顯示了與原地勘報告的明顯不同（靠近該樁號鉆孔③⑤為不良土層，各厚約4 m，中間細砂層厚約4 m）。

4 基于檢測結果的病害原因分析

道路病害的出現與很多因素有關，一方面和所處的外部環境有很大關系，主要有自然氣候條件、交通量等；另一方面是道路地基處理、排水條件、結構設計、施工質量等息息相關。本工程主要病害為路基沉降過大。

檢測結果表明：

（1）由各項檢測報告可以看出路基回填、水穩碎石等原地面以上的各項施工質量滿足原設計及規范要求。

（2）由CCTV檢測報告可知，雨水管道Y134～Y137共計三節（長127 m）損壞嚴重，須開挖修復；污水管道W311～W313共計兩節（長80 m）損壞嚴重，須開挖修復。

（3）根據提供沉降觀測數據可以看出沉降已經基本穩定；深層水平位移觀測數據表明，五天最大累計位移15 mm，最大變化速率5.03 mm/d，水平位移仍未穩定。

（4）補勘與原地勘相比變化較大，淤泥質土由原兩層（兩層各厚約4 m，中間夾細砂層厚約4 m）變為一層（層厚約9.1 m）。兩者有區別的原因在于鉆孔位置不同，此處地質情況變化較大，但原地勘報告的鉆孔間距等也是符合規范要求的。

根據前述分析，可知本項目沉降段病害的發生在于路基方面存在問題（路面結構各項檢測結果顯示均滿足規范和設計要求），一方面可能由于施工期間天氣、施工條件、工期安排的不合適，另一方面主要由于地質實際情況與原地勘不符，導致原設計粉噴樁處理深度不足，因而在K2+400處2015年5月10日至2015年7月15日路面累計沉降達32.5 cm，其中后者應該是發生病害的主因。

5 處治方案研究

5.1 方案比選

以上三個方案比較分析見表3。從工期、造價、施工便利性、環境影響、質量可靠性等綜合比較，推薦采用PC管樁方案進行地基處理，同時由于深層水平位移觀測數據表明水平位移尚未完全穩定，因此推薦結合采用反壓護道、密排攪拌樁封堵等輔助措施確保質量和安全。

5.2 處治方案

采用PC管樁方案，管樁選用PC500AB100樁型（直徑500 mm、壁厚100 mm、AB型），機動車道間距沿道路縱向間距2.2 m，沿道路橫向間距2.0 m，雨污水管線部位適當避讓（見圖3），其余部位沿道路縱向間距2.2 m，沿道路橫向間距2.2 m，樁長15 m。同時沿近期實施紅線外側布設一排直徑700 mm雙軸攪拌樁（搭接200 mm），并在近期實施紅線與遠期實施紅線之間的10 m范圍設反壓護道（高度為路堤填筑高度的一半），反壓護道頂部寬度約8 m。

表3 地基處理方案比選表

圖3 沉降段補救處治方案橫斷面示意圖（單位：m）

雙軸水泥土攪拌樁采用425新鮮普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為15%，外摻劑由施工單位根據本場地地質情況和經驗確定，水灰比0.55，樁身28 d抗壓強度不低于0.8 MPa。

PC樁樁頂設置1.4 m×1.4 m大小的C25鋼筋混凝土樁帽。樁頂墊層采用60 cm級配碎石，內設兩層鋼塑格柵。

新老路搭接設計如下：施工時原路基與原結構層橫向邊坡挖成50 cm高100 cm寬的臺階形，臺階設置成4%的內傾坡度，臺階處鋪設鋼塑格柵（其寬度為3 m）；新老路面銜接處，在4 cm瀝青混凝土面層下面需縱向鋪設一道玻璃纖維格柵。

排水工程設計：對已破損的管道進行挖出重建。

路面、漿砌片石護坡、其他附屬設施等維持原設計。

5.3 實施效果

實施后至今道路運營良好，無過大沉降、路面開裂等明顯病害發生。實踐結果表明補救處治方案是比較成功的。

6 結語

本文依托軟土地區某道路工程沉降段病害項目，針對其特性與病害特點，合理制定了各項針對性檢測方案，檢測結果查明了病害原因在于路基方面，進而采取了加強路基處理的補救處治方案。較好地解決了沉降段病害問題，工程實踐表明檢測及補救處治方案合理可靠，可以為類似工程提供參考。

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U416

B

1009-7716（2017）12-0026-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.008

2017-08-30

徐曉勇（1978-），男，浙江杭州人，工程師，從事房地產開發項目管理工作。