朱熙明

（甘肅省建設設計咨詢集團有限公司，甘肅 蘭州730030）

1 概 述

根據(jù)地質勘察報告，該項目道路沿線土層具有自重濕陷性，濕陷等級為Ⅳ（很嚴重），此次設計對道路全線地基進行整體強夯。

該項目所處區(qū)域分為場平區(qū)和黃土丘陵原狀地貌區(qū)，具體劃分以南側道路紅線為界，北側主體道路位于已經(jīng)場平區(qū)域，南側25 m 寬綠化帶位于黃土丘陵區(qū)，需要開挖山體，形成挖方邊坡。

2 設計規(guī)范對濕陷性黃土的處理要求

根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30—2015），濕陷性黃土地基處理設計應根據(jù)公路等級、處理深度要求、濕陷等級、材料來源、施工條件及對周圍環(huán)境的影響等，按表1 經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定處理措施。

表1 濕陷性黃土地基常用的處理措施

3 路基處理方案比選

該項目道路場地內具有Ⅳ級濕陷性；當沿線黃土狀粉土層具有濕陷性時，參照《黃土地區(qū)公路路基設計與施工技術規(guī)范》（JTG/T D31-05—2017）及《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）的相關要求，根據(jù)地基濕陷性等級采用相應的處理措施，避免路基穩(wěn)定受到威脅。

3.1 常用地基處理方案

根據(jù)相關經(jīng)驗，可供選擇的方案有墊層法、灰土擠密樁法、強夯法、沖擊碾壓法等。

3.1.1 墊層法

墊層法是非自重濕陷場地最常用的消除濕陷性的處理措施，一般用于消除1～3 m 厚土層的濕陷性。具體做法為挖去地基表層部分或全部黃土，回填砂礫，并在最佳含水量狀態(tài)下分層夯實，達到壓實度標準，以滿足對地基承載力和變形要求。

3.1.2 灰土擠密樁法

灰土擠密樁法是軟土地基加固處理的常用方法之一，通常在濕陷性黃土地區(qū)使用較為廣泛。特點在于不取土，擠壓原地基成孔；回填物料時，夯實物料進一步擴孔。

灰土擠密樁法主要特征如下：

（1）與土墊層相比，無須開挖回填，因而節(jié)約了開挖和回填土方的工作量。

（2）可就地取材，因而比其他處理濕陷性黃土的方法工程量小，造價為低。

（3）由于不受開挖和回填的限制，一般處理深度可達12～20 m。

3.1.3 強夯法

強夯法加固地基是減少黃土的大孔隙、改善地基土層均勻性、消除土層濕陷性和提高地基土承載力的一個有效方法。

強夯法主要特征如下：

（1）使用工地常用簡單設備。

（2）施工費用低，節(jié)省投資，同時耗用勞動力少和現(xiàn)場施工文明等。

（3）施工工藝操作簡單。

（4）適用土質范圍廣。

（5）節(jié)省加固原材料。

3.1.4 沖擊碾壓法

沖擊碾壓法原理同強夯法，主要是利用運動中的三葉或五葉凸形輪產(chǎn)生集中沖擊荷載壓實路基土、石填料，達到加固路基的目的。由于沖擊碾壓法壓實能量不及強夯法，故沖擊碾壓處理濕陷性黃土的處理深度不及強夯，有效處理深度約為2 m，對于埋深較淺、濕陷等級較低的黃土層，沖擊碾壓法處理地基效果顯著，具有運行速度快、施工工序少、工期短、成本低、應用范圍廣等優(yōu)點，能夠有效控制路基工后沉降、提高路基強度、穩(wěn)定性和壓實均勻性，是一種更加廉價的地基處理方法。

3.2 常用措施的優(yōu)缺點

常用措施的優(yōu)缺點見表2。

表2 常用處理方法優(yōu)缺點比較對照表

4 地基處理方案的確定

強夯法、軟弱土置換法、增設墊層+ 沖擊碾壓法都是常規(guī)的底基層處理方法，在蘭州新區(qū)較為常用。新區(qū)場平區(qū)素填土層由于回填時間較短、填方高度較大，尚未完成自重固結，工程性能一般，不可直接作為路基持力層，但出于該道路工程特點，道路所處場平區(qū)填土沉降期較短，常規(guī)軟弱土置換法、增設墊層+ 沖擊碾壓法均存在加固深度較淺的弊病。

綜合比較各個方案，灰土擠密樁法和強夯法能滿足處理濕陷性等級嚴重的道路路基要求。強夯法較灰土擠密樁法來說，施工速度更快、造價更低、設備更簡單，同時參考新區(qū)處理場平區(qū)域的實際經(jīng)驗，此次設計擬采用強夯法對路基進行處理。

強夯范圍為道路全線路基，填方段落為用地界范圍內，挖方段落范圍至距離道路邊坡底部1 m 處。

4.1 K0+660～K1+040 段路基設計

K0+660 ～K1+040 段場平區(qū)屬于黃土填土區(qū)域，填土高度最大值在10 m 左右。由于場平區(qū)填土壓實度一般低于城市主干路要求，此次設計按照以下措施進行處理：

（1）將該段道路范圍內的場平區(qū)下挖6 m 深，下挖邊坡坡率為1∶1，同時對該段道路范圍內的自然溝道進行分層填筑路基施工，并使填筑路基標高與場平區(qū)下挖后標高位于同一高程面。填筑路基施工前應對緊貼的場平區(qū)填土邊坡進行開挖臺階處理，開挖臺階寬度為2 m，坡度為2%的內向坡。

（2）填筑路基邊坡按照道路填方路基邊坡坡率執(zhí)行，場平區(qū)下挖6 m 后應與填方路基基本位于同一個高程面，共同形成該項目道路路基的第一個強夯工作面，該設計采用強夯措施在第一個強夯工作面夯實道路路基，點夯夯擊能4000 kN·m，滿夯夯擊能2000 kN·m，強夯影響最大深度至原狀地表以下4 m 左右，需要強夯補土至第一個強夯工作面。

（3）第一個強夯工作面路基處理完成以后，在路基全寬度范圍內繼續(xù)分層填筑路基施工，填筑高度約為4.5 m，并形成第二個強夯工作面，該設計采用強夯措施在第二個強夯工作面繼續(xù)夯實道路路基，點夯和滿夯夯擊能均為2000 kN·m，需要強夯補土至第二個強夯工作面。

（4）第二個強夯工作面即是道路路床下底面，道路路基處理完成后，針對道路路床可采用6%摻灰處理加固路床，但考慮到新區(qū)石灰質量較差，很難固結，因此該項目道路采用80 cm 厚天然砂礫改良層措施以達到提升路床CBR 值的目的。

4.2 其余段落路基設計

道路其余段落所在的場平區(qū)均由前期挖山形成，結合該項目道路南側25 m 綠化帶范圍內對山體的開挖，此次路基設計首先在道路設計標高以下1.5 m 范圍內開挖路槽，路槽底面即為路基頂面，然后采用強夯措施夯實道路路基，點夯和滿夯夯擊能均為2000 kN·m，需要強夯補土至路基頂面。道路路基處理完成后，針對道路路床可采用6%摻灰處理加固路床，但考慮到新區(qū)石灰質量較差，很難固結，因此該項目道路采用80 cm 厚天然砂礫改良層措施以達到提升路床CBR 值的目的。

4.3 填挖交接處路基及半填半挖路基處理

在填挖高差大于3 m 或處于陡坎地段的橫向半填半挖和縱向填挖轉換路基的填挖結合部，為減少路基不均勻沉降，均應進行強化設計。

對于半填半挖及填挖交界路段，采用挖臺階方式進行搭接處理，當原地面坡度陡于1∶5 時，應將原地面開挖成不小于2 m 寬的臺階，臺階面設置2%向內傾斜的坡度，對于原地面坡度陡于1∶1 的部位應先按1∶1 進行刷坡處理，再進行挖臺階處理。填方段對原地面清表整平后進行強夯處理，然后分層填筑壓實路基至路床底面；挖方段超挖至路床底后進行強夯處理，然后在路床超挖底面與頂面沿填挖分界線10 m 范圍內分別鋪設一層格柵，每層寬度均為填挖方兩側各5 m，土工格柵上、下層間距為0.8 m，格柵之間為80 cm 天然砂礫路床改良層。對于半填半挖路段，應重視半填部的地基處理，處理方式同一般填方路段。路基填挖結合部必須嚴格控制壓實度。

5 結 語

道路工程設計中，以路基處理的造價對總投資的影響為最大。所以多種路基處理方案的比選論證，選擇兼顧技術指標和經(jīng)濟指標的處理方案是特殊路基處理的重點內容。