臨近人工湖富水區(qū)特殊路基綜合施工技術(shù)

陳 宇，霍旭強(qiáng)，鄭水泉，馮立雷，石飛飛

(中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000)

近年來(lái)，隨著環(huán)境保護(hù)、城市人工景觀和環(huán)境調(diào)節(jié)的需求，越來(lái)越多的大型人工湖相繼出現(xiàn)。現(xiàn)代理念的人工湖設(shè)計(jì)為防止水質(zhì)惡化多采用與自然水體交換和上部自然滲漏的方式。這就導(dǎo)致了臨湖區(qū)周圍土體的含水率隨著人工湖水位的變化產(chǎn)生較大變化。而土體含水率季節(jié)性偏高導(dǎo)致路堤和下路床壓實(shí)困難，土體含水率隨季節(jié)變化較大易導(dǎo)致路基彎折和橫移等病害，難以確保路基的穩(wěn)定性和耐久性。

本文依托駐馬店市境內(nèi)S241、S330、S331線升級(jí)改建加寬工程PPP 項(xiàng)目，介紹了臨近人工湖富水區(qū)特殊路基綜合處理施工技術(shù)，采用一種結(jié)合片石回填和設(shè)置土工布反濾層的表層處理法解決路基含水率高導(dǎo)致基底承載力不足的問(wèn)題。

1 工程概況

本道路工程地處駐馬店市境內(nèi)，路線全長(zhǎng)74.907km，途經(jīng)兩縣（遂平縣和汝南縣）一區(qū)（驛城區(qū)）共計(jì)9 個(gè)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包含新建過(guò)水涵洞27道和5 座橋梁。本工程臨近亞洲最大人工湖水庫(kù)宿鴨湖，路基含水率偏高甚至局部出現(xiàn)明水，導(dǎo)致路基承載力不足。

2 原理分析及技術(shù)方案的選取

常規(guī)定義中的軟弱土是指天然含水率高、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高且孔隙比大的細(xì)粒土。軟土地基具有高壓縮性、抗剪強(qiáng)度低、透水性小、觸變性、流變性和不均勻性。而臨近人工湖區(qū)土體作為路基雖然承載力不足，但大多數(shù)只隨季節(jié)變化具有天然含水率高這一個(gè)特點(diǎn)，不是一般意義上的軟土地基。

針對(duì)這種特殊路基，傳統(tǒng)工藝中的水泥石灰土墊層法以墊層本身板結(jié)后強(qiáng)度作為持力層，以封堵為主在超載和水位常年變化大等情況下耐久性難以保證，易出現(xiàn)病害。拋石擠淤法因地下水隨著季節(jié)性變化較大的因素，路基的穩(wěn)定性和耐久性難以保證。粉噴樁法造價(jià)高昂，施工周期長(zhǎng)。

綜合考慮傳統(tǒng)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)后利用支撐滲溝的設(shè)計(jì)原理，結(jié)合軟土地基表層處理法中的砂（礫）墊層法、拋石擠淤法的工藝，聯(lián)系海綿城市設(shè)計(jì)中用到的土工合成材料綜合處理方法，采取以疏代堵的方式，解決了臨近人工湖富水區(qū)路基承載力不足的施工難題。在路基滑動(dòng)面以下開挖一定深度回填片石，利用片石回填保證基底承載力，兩側(cè)和上部繼續(xù)包裹土工合成材料設(shè)置反濾層形成類支撐滲溝體系，上部繼續(xù)鋪設(shè)路床的工藝，以保證路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。

3 施工工藝技術(shù)要點(diǎn)

3.1 土樣檢驗(yàn)

對(duì)基底土進(jìn)行取樣檢測(cè)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括土的天然含水率、液塑限、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)、CBR 等，必要時(shí)還需要檢測(cè)土的相對(duì)密度、顆粒分析、易溶鹽含量、有機(jī)質(zhì)含量、凍脹及膨脹量等。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果界定土體不是淤泥、強(qiáng)膨脹土、有機(jī)質(zhì)土等不適宜用于填筑路基的土體，基底承載力不足主要原因是由于土天然含水率較大引起的。

3.2 測(cè)量放樣

測(cè)量放樣在直線段每50m 設(shè)一控制樁，平曲線段每10m 設(shè)一控制樁，根據(jù)設(shè)計(jì)寬度放出路基中心線、兩側(cè)坡腳線，為保證路基邊緣的壓實(shí)度，邊線比設(shè)計(jì)線每邊寬出50cm，釘出路基的地界樁、坡腳線樁。

3.3 清表及回填片石坑槽開挖

利用推土機(jī)、挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行清表，自卸汽車運(yùn)輸?shù)氖┕し椒ǎ瑢澗€范圍內(nèi)的雜草、樹根、建筑垃圾和有機(jī)土等進(jìn)行清理，清理完畢后進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后進(jìn)行回填坑槽開挖，挖除50cm 深的土放置晾曬留作路基回填，檢測(cè)回填坑槽深度和側(cè)壁垂直，以保證回填片石埋入滑動(dòng)面以下至少50cm。

3.4 側(cè)壁反濾層鋪設(shè)

坑槽側(cè)壁延伸至底部鋪設(shè)50cm 寬反濾層土工布用木楔固定，土工布應(yīng)緊貼坑槽防止回填碾壓時(shí)反濾層產(chǎn)生滑移。土工合成材料的存放以及鋪設(shè)過(guò)程應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣或是陽(yáng)光下。嚴(yán)禁將含強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性物質(zhì)的填料與土工合成材料直接進(jìn)行接觸。

3.5 片石攤鋪、碾壓

3.5.1 原材

臨湖富水區(qū)路堤，宜選用水穩(wěn)性好、壓縮性小、塑性指數(shù)≤6 且不易風(fēng)化的透水性填料填筑。回填的片石應(yīng)采用未風(fēng)化的干凈礫石或軋制片石組成，級(jí)配良好，含泥量不應(yīng)大于10%，最大粒徑不宜大于500mm，浸水飽和強(qiáng)度要求大于25MPa。

3.5.2 攤鋪

用以換填的片石料徑應(yīng)保證下大上小，現(xiàn)場(chǎng)施工條件難以保證的情況下，盡可能使大塊片石鋪筑于塘底。換填片石通常采取推土機(jī)配合挖掘機(jī)施工，自卸汽車將片石運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，使用挖掘機(jī)分層均勻鋪筑大粒徑片石，再通過(guò)推土機(jī)將小粒徑片石推平嵌縫，石屑填塞表面局部空隙部位。逐層填筑時(shí)按水平分層填筑，先中央后兩側(cè)卸料。片石每層填筑后，檢查是否有松動(dòng)顫動(dòng)現(xiàn)象。

3.5.3 碾壓

采用大噸位推土機(jī)和挖掘機(jī)短距縱向碾壓，保證片石穩(wěn)定沉入。待作業(yè)面完全展開后選用26t振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓，先靜壓2 遍，再振動(dòng)碾壓不低于4 遍，碾壓速度35m/min，碾壓縱向搭接寬度不少于0.5m，用人工或蛙式打夯機(jī)對(duì)邊緣及轉(zhuǎn)角處進(jìn)行補(bǔ)夯密實(shí)。過(guò)程中人工將片石空隙用小石或石屑填滿整平，保證拋石層頂面平整且無(wú)明顯空隙。

3.6 鋪設(shè)頂部反濾層

反濾層土工布鋪設(shè)前應(yīng)保證下承層平整，攤鋪時(shí)保證土工布拉直、平順同時(shí)緊貼下承層，不應(yīng)出現(xiàn)扭曲、褶皺現(xiàn)象。回折側(cè)邊反濾層土工布覆裹在已壓實(shí)的填筑面上，用土覆蓋住折回外露部分。采用黏結(jié)方式連接土工布，黏結(jié)寬度應(yīng)不小于5cm，黏合強(qiáng)度不得低于土工布的抗拉強(qiáng)度。施工過(guò)程中應(yīng)采取措施避免土工布破損，出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)更換。

3.7 路床施工

首先保證土工布直平順，后進(jìn)行黏結(jié)，測(cè)定基底堅(jiān)實(shí)、平整后即可進(jìn)行路床攤鋪、碾壓施工。

4 效果分析

根據(jù)臨近人工湖區(qū)路基基底含水率大甚至存在明水難以壓實(shí)的特點(diǎn)，綜合考慮各方面因素，結(jié)合軟土地基表層處理法中的砂（礫）墊層法、拋石擠淤法和土工合成材料法的工藝進(jìn)行綜合處理。因地下水位隨季節(jié)變化較大，為防止上浮力產(chǎn)生路基橫移或長(zhǎng)時(shí)間浸泡產(chǎn)生翻漿冒泥等病害，將換填墊層埋入原地面，在路基滑動(dòng)面以下開挖一定深度回填片石，利用片石回填保證基底承載力，兩側(cè)和上部繼續(xù)包裹土工合成材料設(shè)置反濾層形成類支撐滲溝體系，上部繼續(xù)鋪設(shè)路床的工藝。該技術(shù)結(jié)合支撐滲溝的理念，以疏代堵，在保證路基承載力的同時(shí)，亦能經(jīng)濟(jì)、有效地提升路基穩(wěn)定性及耐久性。良好的解決了臨近人工湖富水區(qū)路基承載力不足的施工難題，同時(shí)該施工技術(shù)維修風(fēng)險(xiǎn)降低，進(jìn)度得到保障，同時(shí)減少了廢棄物的排放，有利于環(huán)境的保護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用片石回填，土工布包裹設(shè)置反濾層的特殊路基施工工藝，有效解決了富水區(qū)路基難以壓實(shí)導(dǎo)致的承載力不足問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與國(guó)內(nèi)類似工程技術(shù)相比，在保證質(zhì)量安全的前提下，加快了施工進(jìn)度，降低了工程成本，為國(guó)內(nèi)同類工程施工提供有益參考。