臨河市政道路路基穩(wěn)定性保障措施的研究與應(yīng)用

摘要 文章以工程實例為基礎(chǔ)，通過對臨河市政道路不同工況下道路軟基處理方式及抗滑措施進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：當(dāng)河涌不可占用時，道路軟基處理方式建議采用攪拌樁復(fù)合地基，河涌側(cè)建議采用排樁進(jìn)行抗滑處理，以保障路堤穩(wěn)定；當(dāng)河涌可占用時，考慮節(jié)省造價，道路軟基處理方式建議采用排水固結(jié)法，臨河側(cè)設(shè)置反壓護(hù)道進(jìn)行抗滑處理，以保障路堤穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞 穩(wěn)定性；臨河道路；排樁；反壓護(hù)道；抗滑處理

中圖分類號 U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0091-03

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市開發(fā)對景觀要求越來越高。為營造濱水城市景觀，增強(qiáng)人與自然的可達(dá)性和親密性，需對河涌堤岸及臨河市政道路進(jìn)行建設(shè)。

臨河側(cè)道路路堤均存在臨空面高及河涌水浸的特點，且河道區(qū)域一般分布較厚的軟土，如何保證路堤的穩(wěn)定，成為臨河道路建設(shè)主要的技術(shù)難點。結(jié)合工程實例，該文就臨河市政道路穩(wěn)定性的保障措施進(jìn)行研究，為類似項目提供參考。

1 工程實例

1.1 抗滑樁處理方案

（1）工程概況

珠海某市政道路，道路長度為1.5 km，等級為城市次干路，雙向四車道，道路紅線寬度為24 m，道路設(shè)計標(biāo)高為3.6 m，道路緊鄰河涌，河涌寬約為70 m，河涌底標(biāo)高為-3.7 m，現(xiàn)狀河堤為土堤，近期無改造計劃。道路臨空面高差為7.3 m，道路臨河側(cè)邊坡按1∶1.5～1∶4.1坡率放坡，坡腳放至河涌水土交界處。

（2）地質(zhì)概況

場地內(nèi)發(fā)育的地層按自上而下的順序依次描述如下：

1）素填土：褐黃，主要由黏性土、砂、碎石塊等組成，層厚3.20～4.20 m。

2）淤泥：深灰、灰黑色，含有機(jī)質(zhì)，飽和流塑狀態(tài)，平均厚度為11.1 m。

3）黏土：褐黃色，局部含砂，平均厚度為2.52 m。

4）粗砂：褐黃色，砂粒以石英質(zhì)粗砂為主，厚度為5.00～5.10 m。

5）礫砂：褐黃，主要成分為石英質(zhì)，平均厚度為3.20 m。

6）砂質(zhì)黏性土：褐黃，由花崗巖原地風(fēng)化而成，厚度為1.90～7.00 m。

7）全風(fēng)化花崗巖：褐黃、灰白色，巖芯呈土柱狀，厚度為2.90～5.00 m。

項目處于深厚軟土區(qū)域，軟土平均深度為11.1 m。各地層工程特性指標(biāo)建議值如表1所示。

（3）方案設(shè)計

道路處于深厚軟土區(qū)域，且瀕臨河涌，如何確保道路施工及運營期的穩(wěn)定成為項目的關(guān)鍵。因道路臨河側(cè)臨空面較高，且河道需保持過流斷面，不具備設(shè)置反壓護(hù)道的條件，故需通過樁基形式進(jìn)行抗滑處理。

1）水泥攪拌樁處理方案。

道路軟基采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，攪拌樁樁徑為50 cm，按梅花形布置，樁間距為1.3 m，樁頂設(shè)置50 cm級配碎石墊層及雙層TGSG50-50雙向土工格柵，攪拌樁打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層1 m進(jìn)行控制。采用改進(jìn)總強(qiáng)度法進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)計算，穩(wěn)定性為1.15lt;1.20（不考慮固結(jié)），路基穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求。

2）素混凝土樁處理方案。

道路軟基采用素混凝土樁進(jìn)行處理，素混凝土樁樁徑為40 cm，按正方形布置，樁間距為1.8 m，樁頂設(shè)置50 cm級配碎石墊層及雙層GSZ80-80雙向土工格柵，打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層不小于2 m進(jìn)行控制。采用改進(jìn)總強(qiáng)度法進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)計算，穩(wěn)定性為1.53gt;1.20（不考慮固結(jié)），路基穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

3）“水泥攪拌樁+水泥土加芯墻”方案。

道路軟基采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，攪拌樁樁徑為50 cm，按梅花形布置，樁間距為1.3 m，樁頂設(shè)置50 cm級配碎石墊層及雙層TGSG50-50雙向土工格柵，打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層1 m進(jìn)行控制。

河涌側(cè)邊坡坡腳處采用水泥土加芯墻抗滑樁，水泥土加芯墻由800 mm的大直徑水泥攪拌樁和PRC500Ⅱ（125）預(yù)制管樁構(gòu)成；水泥攪拌樁加芯墻采用格柵式布置，由3排水泥攪拌樁組成雙孔格構(gòu)，孔間距為1.8 m；大直徑水泥攪拌間距為0.6 m，在水泥土墻外側(cè)（靠河涌側(cè)）打入PRC500Ⅱ（125）預(yù)制管樁，間距為1.2 m；最內(nèi)側(cè)（靠道路側(cè)）水泥攪拌樁中插入6 m長C16的鋼筋，間距為1.2 m；格柵墻[3]頂通過15 cm厚的C30薄壁冠梁將管樁及水泥土格柵墻連成整體，大直徑水泥攪拌樁打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層不小于1 m進(jìn)行控制；PRC500Ⅱ（125）預(yù)制管樁根據(jù)地質(zhì)情況，按進(jìn)入全風(fēng)化巖層1 m或砂質(zhì)黏性土層3 m進(jìn)行控制，其斷面形式如圖1所示。采用復(fù)雜邊坡模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)計算，穩(wěn)定性為1.46gt;1.30，路基穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

4）水泥攪拌樁+雙排U形板樁方案。

道路軟基采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，樁徑為50 cm，按梅花形布置，樁間距1.3 m，打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層1 m進(jìn)行控制。

河涌側(cè)邊坡坡腳處采用雙排III型先張法U形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁，規(guī)格為700 mm×1 200 mm，排距為4 m，打設(shè)深度按穿透淤泥進(jìn)入持力層不小于1 m進(jìn)行控制，采用基坑模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)計算，穩(wěn)定性為2.28gt;1.30，路基穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

（4）方案比選

除水泥攪拌樁處理方案不滿足穩(wěn)定性要求外，其余3種方案均滿足，臨河側(cè)道路除考慮道路本身軟基處理及穩(wěn)定外，還需與河涌堤岸改造進(jìn)行結(jié)合。

1）素混凝土樁處理方案。僅考慮路堤自身軟基處理及穩(wěn)定，未統(tǒng)籌考慮河涌堤岸建設(shè)，后續(xù)堤防加固對道路會產(chǎn)生影響；素混凝土樁為剛性樁，作為道路復(fù)合地基處理，后續(xù)路面容易出現(xiàn)“蘑菇狀”的高低起伏現(xiàn)象，且對原狀土改善較少，靠樁體承擔(dān)抗滑，容易出現(xiàn)連鎖斷樁反應(yīng)，穩(wěn)定性不可靠。

2）“水泥攪拌樁+水泥土加芯墻”方案。因河涌整治近期無建設(shè)計劃，格柵墻可作為后續(xù)河涌堤岸加固處理的基礎(chǔ)，需與河涌堤岸處理統(tǒng)籌考慮，后續(xù)堤防加固對道路影響較小；路基采用水泥與土原位攪拌固化成樁[5]，能夠提高原狀土強(qiáng)度；攪拌樁為柔性樁，樁土變形相協(xié)調(diào)，路面工后沉降較均勻；靠河涌側(cè)采用水泥土加芯墻進(jìn)行抗滑，提高道路的穩(wěn)定性；抗滑樁為密排，穩(wěn)定性有保證，造價適中。

3）“水泥攪拌樁+雙排U形板樁”方案。U形板樁可作為河涌堤岸加固處理，堤路能實現(xiàn)共建[4]，路基采用水泥與土原位攪拌固化成樁，能夠提高原狀土強(qiáng)度；攪拌樁為柔性樁，樁土變形相協(xié)調(diào)，路面工后沉降較均勻；靠河涌側(cè)采用雙排U形板樁進(jìn)行抗滑，提高道路的穩(wěn)定性；抗滑樁為密排，穩(wěn)定性有保證，但造價偏高，且需統(tǒng)籌河堤的景觀建設(shè)。

綜合以上對比，最終選擇“水泥攪拌樁+水泥土加芯墻”作為該項目的處理方案。目前該道路已竣工并通車，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，道路處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.2 反壓護(hù)道處理方案

（1）工程概況

廣州南沙某市政道路，道路長度為2.5 km，等級為城市次干路，雙向六車道，道路紅線寬度為36 m，道路設(shè)計標(biāo)高為8.8 m，道路緊鄰河涌，河涌寬約為80 m，河涌底標(biāo)高為3.0 m，現(xiàn)狀河堤為石堤，近期需與道路同步改造。道路臨空面高差為5.8 m。

（2）地質(zhì)概況

場地內(nèi)發(fā)育的地層按自上而下的順序依次描述如下：

1）素填土層：褐黃色，由黏土及砂土組成，為新近填土，平均厚度為2.90 m。

2）淤泥層：灰黑色、灰色，飽和，流塑，含有機(jī)質(zhì)，平均厚度為15.90 m。

3）淤泥質(zhì)土層：灰黑色、灰色，飽和，流塑～軟塑，含有機(jī)質(zhì)，平均厚度為12.62 m。

4）粉細(xì)砂層：灰黑色，由石英顆粒組成，平均厚度為4.48 m。

5）中粗砂層：灰黃色，由石英顆粒組成，平均厚度為7.84 m。

項目處于深厚軟土區(qū)域，軟土平均深度為28.5 m。各地層工程特性指標(biāo)建議值如表2所示。

（3）方案設(shè)計

道路處于深厚軟土區(qū)域，臨河側(cè)臨空面高差達(dá)5.8 m，河涌隨道路同步改造，可填河設(shè)置反壓護(hù)道，考慮節(jié)省投資，道路軟基處理方式采用堆載預(yù)壓[2]進(jìn)行處理；為保證道路施工期及運營期的穩(wěn)定，道路坡腳設(shè)置寬20 m、高2.5 m的反壓護(hù)道。堆載預(yù)壓場地平整按5.5 m標(biāo)高進(jìn)行控制，并作為反壓護(hù)道頂面控制標(biāo)高，場平面以上設(shè)置50 cm的中粗砂排水層；堆載填土按等載預(yù)壓進(jìn)行考慮，包括路基填土、沉降補(bǔ)方及路面結(jié)構(gòu)等效填土，總填土厚度約6.5 m；地層豎向排水體采用SPB-C型排水板，打設(shè)長度25 m，按正三角形布置，板間距1.2 m。堆載預(yù)壓期按12個月控制，處理斷面型式如圖2所示。采用改進(jìn)總強(qiáng)度法進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)計算，穩(wěn)定性為1.35gt;1.30（考慮固結(jié)），路基穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

目前該道路及河涌已竣工，道路已通車。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，道路處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)語

通過工程實例進(jìn)行研究及分析，研究結(jié)果表明：臨河側(cè)道路臨空面較高時，建設(shè)需重點考慮路基穩(wěn)定性問題[1]，需根據(jù)河涌能否占用，并結(jié)合道路軟基處理，考慮合適的抗滑處理方案。具體如下：

（1）河涌不能占用。道路軟基處理方式建議采用攪拌樁復(fù)合地基，河涌側(cè)根據(jù)實際情況可采用格柵墻、U形板樁、灌注樁等排樁方案進(jìn)行抗滑處理，以保障路堤穩(wěn)定。

（2）河涌可占用。考慮節(jié)省造價，道路軟基處理方式建議采用排水固結(jié)法，可采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓或堆載預(yù)壓，臨河側(cè)設(shè)置反壓護(hù)道進(jìn)行抗滑處理，以保障路堤穩(wěn)定。

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