東山縣海洋生物科技園海順路一期道路市政工程軟基處理方法探討

涂燕嬌

（廈門東翔工程設計有限公司，福建 廈門 361001）

1 概述

東山縣海洋生物科技園海順路一期道路市政工程，擬建道路位于福建省東山縣海洋生物科技園。工程呈南北走向，北起疏港路，南接海輝路，路線總長5.995Km（一期長3.0Kkm）。設計等級標準為城市次干路，設計車速為40Km/h，機動車道按雙向四車道建設，車道寬度15m，道路紅線寬度為24m。

項目的原始地貌為潮間帶、淺海區，經人工改造后的微地貌單元的形態有淺海區、潮間帶、魚塘、防護堤等。一期主要的地質情況如下：①素填土（厚度約1.0-1.5 米）、②淤泥（厚度約3.0-5.0 米）、③Ⅲ粉質粘土等地基層。素填土為新近回填土，無固結，無法作為持力層；淤泥屬新近沉積土，海相淤積物，軟塑～流塑，壓縮性高，承載力低，在上部荷載的作用條件下，容易產生剪切破壞，沉降較大，導致地基產生失穩和發生較大的不均勻變形。

2 軟基處理方法選擇

常用的軟基處理方案：土層換填法、排水固結法、強夯法、擠密法（拋石擠淤法）、化學加固、復合地基法等[1]。結合工程地質情況及現場實際施工條件等，制定合理的軟基處理方案、技術，提高道路工程施工效率，并保證工程的質量。各軟基處理方法優缺點如下表所示：

根據本項目的地質情況，其分析如下：①項目表層為素填土，需開挖進行處理；②素填土開挖后，淤泥層為中等厚度（厚度約3.0-5.0 米），需處理。則根據當地軟基處理的實際應用情況、處理方法的優缺點、開挖深度的經濟性及工期的迫切性，選擇適合的特殊路基處理方法，即拋石擠淤+換填。

拋石擠淤+換填（簡單、迅速、方便的特點），對該處理方法進行實際項目的探討分析，并結合施工監測以及工后檢測分析，綜合評估軟基處理效果。

3 工程處理分析

3.1 工程處理原理

拋石擠淤+換填法是強制換土的一種形式：通過先翻挖素填土；并挖除部分淤泥質土，然后往未開挖的淤泥中拋入較大體積塊石，使塊石強行擠出淤泥并占據其位置，即利用置換材料的自重及外力（換填、機械壓載），將水下淤泥擠出工程范圍以外，以達到清淤的目的；最后分層碾壓素填土[2]。

拋石擠淤+換填置換法適用于淤泥呈流動狀態，中等厚度。拋投的塊石大小，塊石大小不宜小于30cm，且塊石應采用堅固、無風化、無雜土、無裂紋、不呈片狀、遇水不崩解的石料,抗壓強度不低于30MPa，含泥量不超過5%。拋填的順序，應先從道路中部開始，中部向道路前后兩個方向突進，后再漸次向道路兩側展開，以使淤泥向各向擠出。塊石拋出水面后，應用較小石塊填塞墊平，并用重型機械碾壓密實（采用25t 以上重型壓路機反復碾壓至穩定無沉降并無壓痕發生且空隙率不大于25%為止），然后在其上鋪設反濾層并結合土工合成材料（能加強底層軟基表面的整體效果），再進行分層填土[3]。

本項目工程驗收以沉降量為控制因素。道路工程存在一定的沉降量，但是考慮到①市政道路均有排水管道，如沉降過大，會造成管道破壞；②市政道路兩側均會修筑構筑物，如沉降過大，構筑物基礎可能外露；③道路沉降過大，會造成路面凹凸不平（影響行車、美觀）、且路面易產生積水；④如與涵洞、橋梁銜接，發生沉降，易產生跳臺。綜上所述，項目需控制其最終沉降量。其公式如下：

根據《城市道路路基設計規范》(CJJ 194-2013)中，路基工后沉降應滿足規范中表6.2.8 容許工后沉降，表格如下：

表6.2.8 路基容許工后變形

3.2 工程處理分析

試驗路段，需先進行圍堰、止水、降水，方可開挖。圍堰回填高度至高程2 米，圍堰寬度2-5 米，以能止水為準。其具體步驟如下所示：

（1）根據管線縱斷設置開挖線，邊坡按1:0.5--1:1.5 進行開挖，①如果開挖至粉質粘土層<3 米，開挖至粉質粘土層即可；②如淤泥層較厚，開挖深度≦3 米，并在該開挖面進行拋石擠淤、碾壓。

（2）鋪筑50 厘米級配碎石（反濾層）并加鋪土工合成材料。同時保證市政管道外底、涵洞底與拋石頂面間有50cm 厚的級配碎石+土工格柵。

（3）雙向拉伸土工格柵主要技術指標要求：材料為高密度聚乙烯，單位質量≥400g/m,每延米縱、橫向極限抗拉強度≥50kN/m2，縱、橫向標稱抗拉強度下的伸長率≤13%，土工格柵光老化等級IV 等。

其處理橫斷面斷面如下：

軟基處理方式橫斷面圖

3.3 施工監測以及工后檢測分析

本項目采用拋石+換填的軟基處理方法，其路基隨著重型機械的碾壓及其回填土自重及時間的累積，其沉降量逐漸增大并趨于平緩，接近最終沉降量。為研究其沉降，取項目中的兩段為監測路段（淤泥層較厚路段）。觀察、監測密實地基土的沉降，以便確定項目地基土沉降和固結的變化情況，進一步了解地基加固的效果。

3.3.1 監測沉降的原理

經拋石并回填級配碎石、鋪設土工格柵及反復碾壓至穩定無沉降、無壓痕后砂性土回填、并分層碾壓，并在其中埋設沉降管和磁環，磁環隨沉降管沿著土體的變形而升降，以便觀察土體的沉降變化[5]。

3.3.2 監測結果、監測分析

取K1+360-K1+540、K2+700-K2+900 兩段為參考路段，兩段分別提取2個截面，每個截面提取、觀察4 個沉降點。碾壓穩定后，每間隔2 周對其沉降進行觀察。

3.3.3 參考K1+360-K1+540 路段，各磁環沉降量隨時間變化如下表：

觀測點各磁環沉降量（單位：mm）

（4）參考K2+700-K2+900 路段，各磁環沉降量隨時間變化如下表：

觀測點各磁環沉降量（單位：mm）

根據以上數據，經過開挖、拋石、碾壓、分層填土、分層碾壓，且在其自重作用下的工后沉降，隨著時間推移，其沉降量存在一定變化，前期沉降量較大，后期沉降量趨于穩定，地基的殘余沉降很小。這表明地基土均能較好的完成固結過程。

4 結論

本文制定了適用于海順路的軟土路基的處理方式--拋石擠淤+換填，并對軟土路基沉降進行監測，其后期沉降量趨于穩定且殘余沉降量小，說明該路段采取的軟土路基處理方法是合理、可靠的。

結果表明，該工程軟土經過拋石、重型機械碾壓密實、換填、分層碾壓，其效果較好，且沉降量得到了有效的保證。