扬州沿江地区低路堤路基施工方案优化研究

聂年圣

（江苏省邗江交通建设工程有限公司，江苏 扬州 225003）

扬州沿江高等级公路位于长江北岸，濒临长江，西起仪征青山，东至江都嘶马，全长约83 km，工程造价近15亿元，是扬州沿江地区东西方向主动脉，更是扬州沿江开发的重要基础设施工程。根据扬州沿江开发的战略需求，扬州沿江公路全段按低路堤、开放式建设，设计路基最小填筑高度1.63m，一般情况下需反开挖后进行路基施工，而扬州沿江地区特有的地质水文状况造成在该方案难以实施，质量、进度都很难达到建设要求。本文将以扬州沿江公路D3标路基施工为研究对象，对扬州沿江地区低路堤施工技术方案进行探讨研究。

1 工程概况

扬州沿江高等级公路D3标位于邗江区沙头镇，起点桩号K43+867.5，讫点桩号为K47+400，路线全长3.53 km，技术等级为一级，路基宽度25.5m。路线处于长江三角洲冲积平原区，地势低洼，区内水网密布，河流、沟塘较多，是全线地质最差、施工难度最大的标段之一。全线平均填筑高度在1.3m左右。

1.1 低路堤路段软土土层地质分析

D3标部分路段存在不良地质，主要分布于K45+340～K45+969.5，主要存在淤泥质黏土及亚黏土层（软土）（Q4al）。其主要特征为：灰褐色、深灰色，饱和，呈流塑状，混沙不均，局部夹薄砂层，含云母，混有腐植物，具有高含水量，高压缩性、高空隙比特征，主要为淤泥质亚黏土。主要呈薄层状分布于路线K45+300～K45+840段，厚0.90 m～5.80m不等，本层为该路段的不良地质层，其物理及力学指标统计值见表1。

表1 单元土体物理力学特征指标统计表

表1 单元土体物理力学特征指标统计表

压缩系数Φ′度平均值 38.8 18.3 1.058 1.23 6.5 7.8 16.8 17.2 32.0 0.677指标名称含水量W%天然重度γ KN/m3空隙比e液性指数ILC a1-2 Kpa快剪 固快 无侧限强度qu Kpa Mpa-1 Φ度C′Kpa频数 6 6 6 6 2 2 4 4 1 3最大值 43.3 18.6 1.130 1.47 10.0 12.7 20.0 20.8 32.0 0.692最小值 36.2 18.2 1.005 1.01 3.0 2.9 14.0 7.1 32.0 0.661

1.2 低路堤软土地基填筑原设计方案

K45+340～K45+969.5段低路堤软土地基原填筑设计方案为:清除原地面耕作表土15 cm后，向下翻挖保证深度达到路面底面以下95 cm，基底采用水泥搅拌桩处理方案，桩长8m，桩间距2.1m，桩顶铺垫20 cm厚的砂垫层,砂垫层上覆一层土工布。土工布以上45 cm路基掺5%石灰处理，分三层进行碾压夯实，每层约15 cm，以保证路基的强度及压实度的过渡要求。路面底基层以下30 cm路床掺8%灰土处理，压实度要求达到96%。

2 低路堤施工优化方案

2.1 优化施工合理化建议的产生

由于开工时正值春季，雨水较多，地下水位较高且地下渗流较强，经检测土的含水量高达45%。本地区水泥搅拌桩成型较慢,不能完全保证软基处理质量，同时湿喷桩从施工准备到桩基检测结束，工期大约需要4～5个月。这样将使得路基正式施工时恰逢当地农田灌溉期，地表水将倒灌入施工路段，导致路基施工困难。鉴于以上情况，在附近农田灌溉前将路基填筑高出原地面40 cm～60 cm成为路基施工工期控制节点，为此施工方对湿喷桩处理方案产生了优化调整的想法。施工方结合现场分析，发现原有地表层遭到开挖扰动后，基底土层地下水上涌，使得基底土层极不稳定，机械甚至人工均很难在此土层上进行施工，为使基底土稳定，最简便的办法只有在上面覆盖一层坚硬的材料以稳定基底土不致扰动。但用什么坚硬的材料既经济又实用呢？施工方通过论证，从实际出发，最终选择了碎石土。碎石土为石矿场开采表层石料时形成的弃料，但用于路基施工相对经济节约，施工方围绕碎石土迅速制订了详细的施工方案，并进行试验段施工。

2.2 路基优化方案施工工艺流程

根据设计文件及现场情况，选择在K45+400～K45+700段300m进行试验段施工，施工方落实有关工序责任人并全程跟踪检测。

2.2.1 清表开挖

测量放样后，清除表土并开挖至路基基底高程。

2.2.2 降水

由于基底土层的含水量较高，在进行基底处理时必须首先降低基底土层中的土的含水量，试验段采用开挖临时边沟结合水泵抽排的方式进行路基浅层降水。用挖掘机在路基两侧50 cm外各开挖一条边沟，边沟底比基底低约50 cm，并采用水泵及时抽排积水，这样既可降低路基基底地下水位，又阻止路基两侧外部地表水和地下水的渗入。一周后，经检测基底土含水量由原45%左右降至28%左右，取得预期效果。

2.2.3 基底处理

为保证基底的强度，基底采用了5%石灰处理，考虑土的含水量仍然偏大采用生石灰块均匀布入基底土中吸收土中部分水份，再用挖掘机和履带三铧犁拌和均匀，用推土机整平初压，放置3天后，用12 t～15 t压路机进行复压，对弹簧区域进行局部处理。

2.2.4 填筑碎石土

基底处理完毕后，即进行碎石土填筑，碎石土要求碎石粒径小于20 cm，碎石含量大于80%，填筑厚度为40 cm，用推土机推平并初步整平，再用振动压路机振动碾压4遍，直至顶面基本无轮迹并无明显高差。

2.2.5 填筑5%石灰土

碎石土碾压验收后，及时用灰土层封闭碎石土，以免碎石土因地表水及雨水渗入而影响整体质量，为保持良好的密水性，采用了黏性土做为土源。将在取土场直接粉碎拌和地成品灰土运至碎石土顶面，按20 cm厚度摊平，整平碾压至规定压实度。

2.2.6 填筑8%石灰土

路床还设计有30 cm厚8%石灰土，压实度要求大于96%，分为两层施工。由于路基下承层稳定密实，采用路拌法施工，整平碾压至规定压实度即可。

3 方案评价

3.1 质量评价

D3标试验段路基施工结束后，按照公路工程质量检验评定标准对该段路基进行了检查验收，各项指标均符合规范要求，试验段低路堤路基顶弯沉值及压实度验收结果见表2。

表2 试验段实测弯沉值和压实度统计表

以上弯沉值经过加权平均得到L=32.5（0.01mm），根据公式：Lr=L+ZaS=32.5+2.0+6.3=45.1（0.01 mm）；试验段代表弯沉值远远小于设计图纸规定值L=210（0.01mm），压实度检验结果也符合规范要求。

有关单位在工程交工后2年内定期对现场进行了监测，结果表明路面平整密实，路基稳定，无明显不均匀沉降，采用低路堤优化方案进行施工的路基质量能满足要求。

3.2 经济效果评价

通过采用碎石土优化方案与原设计采用的湿喷桩施工工艺的施工成本及工期的比较，更加直观形象说明碎石土工艺的优点，详见表3。

表3 碎石土与湿喷桩施工成本及工期分析评价表

备注：两个方案中路基其余层次一致。

以上结果反映优化方案优势明显，大幅节约费用、工期，施工风险大大降低，从经济评价角度完全可行。

4 结束语

扬州沿江公路D3标对扬州沿江地区低路堤施工提出优化建议，采用碎石土的施工方案，进行成功推广运用。既为公路建设节约了大量的资金和工期，又在节约环保方面做出贡献，节约了湿喷桩施工所需的大量水泥，使用的碎石土为石矿的废弃材料，实现了“变废为宝”。优化方案得到了有关单位及专家的肯定和好评，产生了良好的社会和经济效益。实践证明该方案的成功运用为扬州沿江地区公路设计、施工开拓了思路，提供了借鉴，也必将在扬州沿江开发热潮中发挥更大的作用。