高填深挖路基的处理方案

张卫艳 贾龙飞

摘要：本文以某市山区市政道路工程为实例，结合工程的地质状况、工程现场情况、施工经验等经行经济技术进行多方案论证，最终确定本设计方案。

关键词：高填深挖;土工格栅;路基;稳定

一、工程概况

本工程为某市新区市政道路，道路总长约1.3公里，新区场地原地貌为黄土沟壑，后经削山填沟，场地平整而来，最高填方达80m，于道路修筑之前完成，场地填土沉降未达到稳定。本道路设计速度为40km/h，为城市主干路，道路底下敷设有各类管道及排洪箱涵。

二、地质情况

根据本项目地勘报告文件，地层分布大致为素填土Q4ml、黄土Q3eol、黄土Q2 eol，根据室内试验、原位测试，结合地区经验，地基土承载力特征值取值如下：

三、路基处理

为提高本道路路基的地基承载力、消除路基的湿陷性及减少路基的不均匀沉降，本设计考虑全线路段进行强夯处理。另在机动车道路床顶面以下0.8m、非机动车道路床顶面以下0.5m进行掺灰6%处理。

场地大填大挖路段（填挖高>5m） 填挖交界处的处理方式为：道路横向上，处理范围为道路红线向外各延伸5m。沿道路纵向，处理范围为以填挖交界线为界，填方区25m，挖方区15m。先采用灰土挤密桩进行路基加固处理。桩体施工完成后在灰土挤密桩桩顶铺设50cm厚2：8灰土垫层。市政管线范围内桩孔回填至管道底往上50cm处。

在沿填挖交界缝灰土层顶铺一层双向钢塑格栅、一层防水土工布，2：8灰土层中部再铺设一层双向钢塑格栅。填方区域纵向铺设范围为25m，挖方区域纵向铺设范围为20m，见下图。

四、技术要点

1.强夯

地基夯实宽度为道路红线内，对路基范围内及其路线两侧的黄土陷穴、空洞和落水洞等，进行分层回填压实，局部孔洞较大较深区域，必要时采用注浆处理，以保证路基的强度。

本工程根据强夯施工经验提供的参考方案为：先点夯后满夯，夯击能范围2000～3000KN·m，夯点成4×4m见方布置，夯击次数8～12次;但具体强夯的方案由现场试夯的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应满足下列条件：

1）最后两击的平均夯沉量小于5cm。

2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起（隆起量/夯沉量为0.25）。

3）现场注意不能夯坑太深，容易引起现场起锤困难。

4）地基承载力不小于180kPa。

2.灰土挤密桩

材料要求：

1）土料宜选用粉质粘土，土料中的有机质含量需小于5%，不得含有腐殖土、冻土和杂填土垃圾等。粒径宜≤15mm。

2）石灰可选用新鲜的消石灰或袋装生石灰粉，粒径应≤5mm，保存期需在三个月以内。Ca（OH）2的质量需选用至少是国家标准“合格品”等级以上的产品，有效氧化钙+氧化镁含量≥60%。

施工要求：

1）桩施工顺序应先外后里，间隔成孔;对大面积处理路段可采取分段施工，以免因施工振动挤压对相邻的孔造成缩孔或坍孔。成孔后应夯实孔底，夯实次数>8击，并及时夯填灰土。

2）冲击成孔时，锤体的提升高度一般控制在0.5m～3m。开始时应控制锤体高度，多次锤击，避免倒锤，等锤头入土1m以上，且进入地面的深度足以定向，才可加大冲程，但需控制好力度，避免冲程过大而引起塌孔或卡锤等事故。

3）當现状路基土的含水率ω<12%，或土质硬度过大造成成孔困难、影响挤密效果时，可对处理范围内的土层进行洒水，增加路基土的湿度。

4）采用原成孔机具夯填桩孔。桩孔应分层采用灰土回填夯实，每次回填厚度范围为25-40cm。桩孔夯填结束后其高度宜高于桩顶设计标高0.5m以上，然后用其它土料轻夯回填剩余桩孔至地面。

5）灰土挤密桩处理地基时，若正值雨期或冬期，应采取必要的防雨或防冻措施，确保灰土不受其影响变质，而影响施工质量。

3.钢塑土工格栅

材料要求：

钢塑双向土工格栅采用结点连接牢固良好的凸结点型式，主要应用于填挖交界处，其主要技术性能要求如下：

纵横向抗拉强度：不小于80KN;纵横向屈服伸长率：不大于3%;

结点剥离力：≥100N;凸结点高度：≥5mm。

为减少搭接工程数量，钢塑双向土工格栅幅宽宜大于等于4m。

施工要求：

1）铺设铺设土工材料时，应将其沿垂直于路轴线铺开，并根据填土层厚度选用核实的锚固钉固定、拉直，不得出现扭曲、折皱等现象。

2）土工材料纵向搭接宽度不应小于30cm，采用锚接时其搭接宽度不得小于15cm;采用胶结时胶接宽度不得小于5cm，其胶结强度不得低于土工材料的抗拉强度。相邻土工材料横向搭接宽度不应小于30cm。

3）土工格栅铺设完后，应立即铺筑上层填料，其间隔时间不应超过48h。

4.防水土工布

材料要求：

防水土工布采用两布一膜形式，技术要求如下：

膜厚度：≥0.3mm;布质量：≥500g/m2;断裂强度：≥7.5KN/m，CBR顶破强度：1.5KN;撕破强力：≥0.25KN;断裂伸长率：30～100%;剥离强度：6N/cm;渗透系数：10-11～10-13cm/s。

施工要求：

1）铺设应在干燥和暖天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松弛方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱。

2）复合土工膜的连接分2个程序进行，即下、上层无纺织布的缝接，中层PE膜的连接。无纺织布的缝接用手提缝纫机、尼龙线进行双道缝接，搭接宽度10cm;PE膜采用焊接工艺连接，焊接工具采用自动调温（调速） XC型土工膜焊接机。第1幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠（约60cm宽），第2幅反向铺在第1幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm。

3）铺好的土工膜应及时覆盖，避免阳光直接照射;铺设时要求土工膜与下部垫层接合面务必吻合平整，切不可有上下游方向凸出褶皱。

四、结论

高填深挖路基产生病害的潜在因素较多，只有通过设计分析制定出有针对的、有效的处治方案，再经过精心地施工，才能取得良好的效果。在填挖交界处进行强夯处理，提高土的密实度;铺设土工格栅，有效的约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能;土工布可避免由地表水的渗入而引起路基损坏，将较大的增加高填深挖路基稳定安全储备，有利于防止填方的滑移及不均匀沉降，有效减少了由不均匀沉降引起的路面开裂，从而对路面结构起到有效的保护。

参考文献：

[1]路基路面工程，人民交通出版社，邓学钧。

[2]地基处理手册，中国建筑工业出版社，叶书麟。

[3]公路土工合成材料应用技术规范，JTG/T D32-2012

作者简介：张卫艳（1988-），女，陕西榆林人，本科，工程师，研究方向：道桥。