高水位淤泥質黏土路基處理研究

葛振義，許曉

（1.北京首創華業房地產開發有限公司，北京 102628；2.天津濱海旅游區投資控股有限公司，天津 300450）

1 引言

隨著天津濱海新區城市化進程的加快，大量市政道路開工建設，濱海新區地處海積平原，地表分布著大量軟土[1]，該類軟弱土地基的承載力和變形滿足不了設計要求。將軟弱土或不良土開挖至一定深度，采取換土墊層法有效擴散基底應力，可提高地基承載力[2-3]，減小沉降。常規做法是自下而上依次為雙層竹笆，土工格柵，山皮土，碎石，灰土。由于山皮土是所有地材施工的第一環節，因此山皮土質量的好壞、進料的快慢、費用的高低直接決定著工程建設的質量、進度和成本。

鑒于當前國家環保政策收緊、道路運輸要求嚴格，山皮土供求關系嚴重失衡，直接導致材料成本的增加和施工進度的延誤，本文基于現場軟基處理實際施工試驗分析，找出了一種灰土處理替代山皮土的設計方案，并明確了該方案實施的前提條件：①路基開槽晾曬較好，可承載施工機械；②道路路基灰土和結構灰土施工不跨雨季。該方法具有經濟、高效、環保的優勢，對周邊地區軟基處理具有借鑒意義。

2 試驗過程

2.1 地質條件

項目地處天津市寧河區，與東麗區、濱海新區相接，場地原始用途主要為魚塘，因此地表0.5～1m為外運至此的素填土，具體土層地質情況如下。

2.1.1 地質情況

①人工填土層（Qml）

素填土（地層編號 1），層頂標高 5.18～2.27m，一般厚度0.50～2.20m，可塑，黃褐色，主要由粘性土組成。人工素填土填墊年限小于10年。

②全新統上組陸相河床-河漫灘相沉積層（Q43al）

層頂標高4.30～0.87m，主要由粘土（地層編號4）組成，呈黃褐色，軟可塑～可塑狀，含鐵質，一般厚度0.8～4.1m，平均厚度2.1m，屬中等壓縮性土，總體分布連續。

③全新統中組海相沉積層（Q42m）

頂板標高為1.99～-1.73m，主要由淤泥質粘土（地層編號6-1）組成，6-1層：淤泥質粘土，一般厚度3.7～7.9m，平均厚度5.7m，灰色，流塑，偶見少量貝殼碎片，屬高壓縮性土，分布連續穩定。

2.1.2 水文情況

受場地地形影響，勘探孔孔口標高局部起伏較大，勘探期間實測場地地下水初見水位不明顯，穩定水位埋深0.2～4.0m，標高0.30～2.35m，場地淺層地下水屬于孔隙潛水類型，主要以大氣降水補給，蒸發形式排泄為主，水位隨季節而變化。根據區域水文地質資料，地下水位年變化幅度在0.50～1.00m左右。

2.1.3 綜合分析

可見，路基槽底標高主要位于淤泥質黏土層（地層編號6-1）中，屬于高壓縮性土，土基承載能力弱，難以承托機械進行路基施工；同時根據《全國公路自然區化圖》，濱海新區所處自然區劃為Ⅱ4區，對于以粘性土為主的地基，土基處于干燥、中濕、潮濕狀態下的臨界填土高度分別為2.6m，2.1 m，1.4 m[4-5]，因此該地區屬于高水位地區。

2.2 試驗背景

原設計（自下而上）為雙層竹笆和土工格柵、60cm山皮土、40cm碎石和40cm灰土，山皮土作用為承托施工機械，碾壓無明顯輪跡。

春季復工后施工單位即進行了路槽開挖至設計山皮土底工作，由于山皮土一直供應緊張，現場由4月15日至5月15日晾槽約30d，槽底表層水分已蒸發，并形成約10cm厚硬殼層，見圖1。

圖1 路槽晾曬情況

2.2 試驗方案

方案一：使用60cm灰土直接代替60cm山皮土，保留雙層竹笆和土工格柵，試驗段長度50m，施工工序：路槽整平→鋪設雙層竹笆→鋪設土工格柵→20cm一層分3層填筑60cm厚5%灰土。

圖2 雙層竹笆驗收

圖3 鋪設土工格柵

方案二：使用60cm灰土直接替代雙層竹笆、土工格柵和60cm山皮土，試驗段長度50m，施工工序：路槽整平→20cm一層分3層填筑60cm厚5%灰土。

圖4 灰土統一攤鋪

2.3 試驗結果

方案一：60cm5%灰土頂靜壓條件下輪跡印小于1cm，18t振動碾開振后，路面起伏明顯，輪跡印平均2cm。

方案二：60cm5%灰土頂碾壓靜壓條件下輪跡印小于0.5cm，18t振動碾開振后，路面起伏一般，輪跡印平均1cm。

圖5 碾壓效果五方視察

很明顯不鋪設竹笆和土工格柵的灰土表面承載效果優于鋪設竹笆和土工格柵的灰土，原因是針對鋪設竹笆和土工格柵的槽底，第一步20cm灰土很難壓實，進而影響第二、三步灰土壓實質量。考慮到60cm山皮土的作用為承托施工機械，因此60cm5%灰土直接替代60cm山皮土可行。

3 小結

通過現場選取兩個50m試驗段的方法，進行了灰土代替山皮土的試驗，但從碾壓效果來看，灰土完全滿足路基施工的要求。由于當前灰土綜合單價明顯低于山皮土綜合單價30%～50%，且現場取土拌和對外部交通運輸幾乎無要求，所以60cm5%灰土替代兩層竹笆、土工格柵和60cm山皮土的方案具有經濟、環保、省時的特點，在山皮土供應緊張的時期，可以作為天津濱海地區同類地基軟基處理的方法。但同時需考慮到該方法具有一定的局限性，前置條件是項目位于晾曬時間較長的開槽段，表面形成硬殼層，現場條件較好、地勢較高、水位較低的路段。但不建議跨雨季施工，否則灰土質量很難控制，有可能導致大面積彈軟，影響道路質量。