几内亚公路红树林段软基处理措施

林 红，叶 博，杨晓智，王树谦

（1.河北工程大学 水利水电学院，河北 邯郸056000； 2.郑州科技学院，郑州 450064）

几内亚公路处理形式分为红树林段和非红树林段。非红树林段地质状况较好，多为砂岩或铁帽，推土机推平之后，采用矿山剥离物和石屑进行路面铺装。红树林段检修道路原地面表层存在3m以上厚的淤泥层，淤泥层呈黑色，饱和，流塑状，土质柔软，刀切面细腻、有光泽，缩孔严重。若直接用于公路建设，则不能满足公路建设承载力、 沉降量与沉降差等相关要求［1］。因此，选择经济合理、质量达标的处理方式，对公路的使用寿命影响重大。

1 工程背景

本公路主体位于几内亚西部，雨、旱两季分明，每年11月至翌年4月为旱季，5～10月为雨季。区域内气候湿热，月均气温最高30 ℃，最低18 ℃，全年湿度较大，介于70%～78%之间。道路工程地质条件差，广泛分布有0～15m以上的深厚层软土，如表1。软土的灵敏度高，渗透系数、固结系数小，固结速率慢。

表1 孔位淤泥深度统计 单位：m

红树林段检修道路原地面表层存在3m以上厚的淤泥层，淤泥层呈黑色，饱和，流塑状，土质柔软，刀切面细腻、有光泽，缩孔严重，属于软土路基。为保证路基整体性，不至于发生不均匀沉降，路堤填土的侧向滑移和地基土体的侧向挤出。

软基处理方案跟预压时间是相关的，其预压期越长，软基处理投入越少，预压期越短甚至没有预压期，软基处理投入越多［2］。基于建设工期较紧，在基本无预压时间情况下，本工程必须对软土地基进行加固处理。

2 红树林段软基处理难点

几内亚Bofa铝矿地区，地下水位高、 潮汐变化大，地下水对路基底部的侵蚀作用十分强烈，主要表现为毛细水上升，路基底部含水量远大于最优含水量；压实度较低，对于零填和低填路段，毛细水直接侵蚀路床，导致路床强度降低。

路线所在区域水网及地表水系发达，路线穿越红树林段较长，软土直接出露地表，路堤填土高，施工困难。

路基稳定性差，差异性沉降大，道路易于出现纵向、横向裂缝。此外，沟塘段是路基病害多发地段，对红树林段地基处理带来诸多不利因素。

软土沉降本质上是地基排除超孔隙水压力的过程，而这一过程十分缓慢［3］，根据土质条件不同往往需要几年甚至几十年不等。由于各条道路、建筑物建设时间有差异，软土沉降的固结度不同，势必造成不同区域内的软基的不均匀沉降。

道路工程地质条件差，广泛分布有0～15m以上的深厚层软土，软土的灵敏度高，渗透系数、固结系数小，固结速率慢。

检修道路比较长，建成后场地标高较原地面原始标高提高2m，大面积的堆场，势必带来大面积沉降，故造成此段公路的基础处理难度大。

3 一般路基处理

针对本项目重要干线交通要道的特点，在确保路基强度和稳定性的基础上，采取经济有效措施，以最大限度降低工程造价［4］。

3.1 周边碎石贮量丰富地区采用碎石土

本项目沿线主要为丛林，路基取土较为困难，通过现场调查，该道路周边碎石贮量丰富且经济，同时考虑路基填料的稳定性，本次设计一般路段路基填料主要采用碎石土。

3.2 清表、清淤的土方不宜用于路基填筑［5］

大量植物层是难以再生的自然资源，需要进行妥善保管和合理利用。清表、清淤的耕植土前期主要存放于临时堆放场地内，施工后期用于边坡生态恢复、场地生态恢复及分隔带的回填等，但不宜用于路基填筑。

3.3 路基压实标准控制

根据规范［6］要求，结合本项目特点，路基填筑前应进行地表处理，清除表土，引排地下水，地基表层压实到90%；基底路床底部如位于原状土层上，压实度应不小于92%； 台背过渡段的基坑回填压实度不小于92%。

填方路段路面底面以下0～30cm大于等于94%；30～80cm大于等于94%；80cm以下大于等于93%。零填及挖方地段路床范围内压实度不小于94%。

桥梁、明涵台背过渡段采用碎石填筑，暗涵采用碎石填筑，过渡段范围内压实度不小于96%。路基填土时应取其最佳含水量±2%压实，当路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前清表压实，穿越河塘地段应采取排水、清淤、晾晒、换填等措施进行处理，以使其达到路基填筑标准。

4 软土地基处理

区域内路基填方总体较低，但对于沟塘及桥头等路基填方较高的路段，路堤的填筑速率控制可根据极限填土高度，采用不同的速率，可分3个阶段进行：①当填土高度小于极限填土高度的80%时，填筑速率主要满足压实度要求； ②当填土高度为极限填土高度的80%～100%时，应适当降低填筑速率；③当填土高度大于极限填土高度时，采取边桩位移控制及沉降速率控制，如表2。

表2 侧向位移与沉降速率控制 单位：mm/d

软土地基路基填筑时应加强沉降、稳定观测。

当路基填土高度低于此路段极限填土高度80%时，应进行观测；软土路基上快速施工填筑断面路堤时，地基的极限承载力所允许的最大填土高度高于极限填土高度的路堤，施工中填土速度受施工过程中路堤的稳定性指标控制。

5 软基处理方案比选

设计比选方案根据项目区的地质、 水文及环境条件，充分考虑工程项目特点、工期要求、路堤条件，地材及施工等情况，进行经济、技术比选，并结合本项目地质条件特点、项目管理要求，在众多软基处理方法中选取了4种较为适宜的处理方案。

5.1 换填

适用于软土厚度较薄，加固机理为材料置换作用，对地基边界起到超孔隙水压力消散通道的作用。优点是工艺简单，施工速率快； 缺点是适用范围有限，仅适用于软土较薄、要求较低的路段。施工机械简单，每100m路段综合造价碎石换填18.08万元，山陂石土换填12.15万元。

5.2 传统搅拌桩

适用于中厚层软土路段，加固机理采用复合地基理论设计，对地基具有置换、加筋作用，桩土应力比相对中等，属于半刚性桩。优点是治理效果较好，工后沉降控制在较小的范围内；缺点是10m以下成桩质量效果一般。施工机械较多，每100m路段综合造价25.8万元。

5.3 双向搅拌桩

适用于中、深厚层软土路段，加固机理采用复合地基理论设计，对地基具有置换、加筋作用，桩土应力比相对中等，属于半刚性桩。优点是搅拌更均匀，成桩质量较好；缺点是需要对传统机械改装。施工机械较多，每100m路段综合造价23.54万元。

5.4 木桩

适用于中厚层软土路段，加固机理采用复合地基理论设计，对地基具有置换、加筋作用，桩土应力比相对较小，属于柔性桩。优点是施工过程中对软土有振动挤密的作用，经济效益明显；具有较强的耐腐蚀性；缺点是施工过程中对软土有振动挤密的作用，经济效益明显。

几内亚木材资源丰富，每100m路段综合造价12.844万元。

综合各项分析得出以下两个拟采用方案：

5.4.1 木桩方案

桩径15cm，桩长8m，桩间距1m，桩顶做40cm碎石垫层，设PP土工格栅。按成本计算，木桩12元/m，碎石33元/m3，PP土工格栅50元/m2，则综合造价170.8元/m2。

5.4.2 集束格栅换填方案

10cm 砂垫层+有纺土工布+高韧性聚酯纤维集束格栅+顶部2层PP土工格栅。按成本计算，碎石33元/m3，PP土工格栅50元/m2，集束格栅150/m2，砂垫层760/m3，挖土方25元/m3，综合造价245.5元/m2。

综合分析，最终选用木桩方案作为红树林段软土基的路基加固处理办法。

6 结语

几内亚木材资源较为丰富，短木桩处理软弱地基时，具有施工方便、经济效益明显的优点，可避免大量土方开挖，用木桩处理软弱地基在经济和技术上可行，是一种处理软弱地基的有效手段。