摘要:天津濱海地區(qū)廣布著軟土地基,在建設(shè)道路的過程中如何在保證工程質(zhì)量的前提下盡可能的節(jié)約造價、保證工期的處理軟基變?yōu)殛P(guān)鍵問題。本文結(jié)合中新天津生態(tài)城永定洲片區(qū)道路建設(shè)中暗塘路段路基處理實例進行闡述。
關(guān)鍵詞:軟弱路基 路基處理 暗塘 山皮土
一、軟基成因分析
天津濱海地區(qū)緊鄰渤海,成陸時間短,觀看目前保存的十年、二十年前濱海地區(qū)地貌,不難發(fā)現(xiàn)天津濱海地區(qū)城區(qū)范圍內(nèi)原本存在著大面積的魚塘、蝦塘以及灌溉用的水塘,這些水域大部分都是天然形成的,濱海人民經(jīng)過小的地形修整就能將其用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn),這些自然條件為天津濱海地區(qū)的農(nóng)副業(yè)發(fā)展做出過積極貢獻。最近二十多年,隨著天津濱海新區(qū)的開發(fā)開放建設(shè),城區(qū)規(guī)模不斷擴大,一部分魚塘、蝦塘以及灌溉用的水塘進入了城市建設(shè)區(qū)范圍,在大規(guī)模城市建設(shè)(道橋、房建、港口等)過程中,原有的水域經(jīng)過地基處理,變成現(xiàn)今聳立在世人面前的濱海新城區(qū)。
在大面積的魚塘、蝦塘以及灌溉用的水塘中,有一部分是經(jīng)過抽水清淤作為土建地基使用的。因此,在濱海地區(qū)建設(shè)過程中產(chǎn)生了大量的軟質(zhì)淤泥,這些淤泥曾常年累月沉淀在水塘底部,有極高的含水率且無承載力,不能在建設(shè)工程中使用。這其中有一部分,被堆在暫時無用的地區(qū),以使其自然失水并能從新作為工程中的填筑材料使用。但是,如果堆填淤泥地區(qū)本身地下水位就很高,那么淤泥就難以向下滲水,同時這些淤泥本身有極好的保水性,自然環(huán)境中的陽光和空氣流動只能作用于堆填淤泥的表層幾十厘米,使得這些堆填區(qū)域只有表面一層淤泥失水成土。表層土根據(jù)自然條件、時間長短厚度各不相同,但表層土下面還是毫無承載力的淤泥,這種形式的軟弱地基有個名稱,叫暗塘。
二、軟基勘查情況
在進行中新天津生態(tài)城永定洲片區(qū)道路設(shè)計過程中,多次赴現(xiàn)場對擬建場地進行現(xiàn)場調(diào)查。在擬建的和定路K0+520至中央大道段現(xiàn)狀地坪標(biāo)高為5~5.3m,放眼望去仿佛都是平坦的荒地。現(xiàn)場情況見下圖。
經(jīng)過現(xiàn)場實地勘探,發(fā)現(xiàn)此路段僅在地面表層有約30cm厚的覆土,覆土以下全部是堆填淤泥,深度能達4~5m,形成暗塘形式的軟弱路基。據(jù)調(diào)查了解這部分淤泥被堆填在此已有幾年的時間,開挖后發(fā)現(xiàn)這些淤泥呈流塑狀,含水量很大,承載力非常低。現(xiàn)場開挖后情況見下圖。
鑒于開挖后的路基狀況,工程車輛根本無法行駛,需要在這一路段進行特殊路基處理。
三、路基處理設(shè)計
1、設(shè)計思路。綜合考慮工程質(zhì)量、造價、工期等因素,比較深層樁基處理、淺層換填以及土壤改性劑等處理措施。淺層換填法既能有效改善路基填筑材料的物理力學(xué)性質(zhì),又可有效控制造價、節(jié)約路基處理成本,同時施工作業(yè)的時間也能滿足工程總體進度的要求。
此路段淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)決定其不能用作路基填筑材料,這部分淤泥厚度約為2~5m,在路基處理中將這部分堆填的淤泥全部清除。堆填淤泥的下面是淤泥質(zhì)粘土,這部分淤泥質(zhì)粘土在堆填淤泥以前就已形成,厚度約在2~4m。淤泥質(zhì)粘土比其頂部的堆填淤泥承載力高,可以承托施工車輛。考慮本次設(shè)計標(biāo)高在4.2~4.5m,路面結(jié)構(gòu)及車輛的荷載不會影響到這層淤泥質(zhì)粘土,因此路基處理保留淤泥質(zhì)粘土層,在此土層頂部進行處理。
2、路基處理措施。根據(jù)以上路基設(shè)計思路,對本路段采取了如下路基處理措施:
(1)基礎(chǔ)路基處理。首先由現(xiàn)狀地表開始清挖淤泥至有承托力的淤泥質(zhì)粘土層(根據(jù)多次的現(xiàn)場勘查,堆填淤泥層與其下淤泥質(zhì)粘土層在顏色上有較大偏差,在施工過程中很好區(qū)分),然后在淤泥質(zhì)粘土以上填筑10cm厚生石灰,在生石灰上鋪雙層荊笆,然后填筑80cm厚山皮土,在山皮土上分層填筑6%灰土至一般路基處理底部。各層工程材料要求如下:
石灰:石灰應(yīng)采用消石灰或生石灰粉;消石灰中不得含有未消解的生石灰顆粒;石灰等級應(yīng)在三級以上。如采用生石灰,鈣質(zhì)生石灰中有效鈣加氧化鎂含量應(yīng)大于70%;如采用消石灰,鈣質(zhì)消石灰中有效鈣加氧化鎂含量應(yīng)大于55%。石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量,生石灰塊應(yīng)在使用前7~10天充分消解。消解的石灰應(yīng)保持一定的濕度,不得產(chǎn)生揚塵,也不可過濕成團。消石灰宜過孔徑10mm的篩,并盡快使用。
山皮土:山皮土應(yīng)采用較純凈的中風(fēng)化強度以上的混合開山石料,開山碎石最大粒徑不超過30cm,粒徑大于10cm小于30cm的顆粒應(yīng)超過石料總質(zhì)量的70%,并應(yīng)級配良好,不得采用同一粒徑的石料。山皮土的含土量不得大于30%。
土:應(yīng)選用塑性指數(shù)12~26的土質(zhì),不能使用液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的粘質(zhì)土、以及淤泥、沼澤土、含草皮土、生活垃圾和腐殖質(zhì)土。細(xì)粒土應(yīng)盡可能粉碎,粒徑不得大于15mm。
(2)一般路基處理。一般路基處理位于路面結(jié)構(gòu)以下,路基填土以上,作用是保證路面結(jié)構(gòu)底的土基回彈模量能夠滿足設(shè)計要求。此路段一般路基處理做法如下:
在路面結(jié)構(gòu)以下由上至下采用30cm固化土(摻3%水泥+5%石灰)+15cm石灰土(8%)(下鋪防滲土工膜)+35cm碎石,碎石以下為填筑路基的6%灰土。
(3)路基壓實標(biāo)準(zhǔn)
路基壓實度重型標(biāo)準(zhǔn)表 表一
填挖類型 |
深度范圍(cm) |
壓實度(%) |
重型擊實 |
填方路基 |
0~80 |
≥93 |
>80 |
≥90 |
零填及路塹路床 |
0~30 |
≥93 |
四、軟基處理注意事項
1、暗塘這種軟弱地基從地表觀察不易發(fā)現(xiàn),這就要求勘察、設(shè)計單位在工程建設(shè)前要對現(xiàn)場進行詳細(xì)的現(xiàn)場勘查,布置地質(zhì)鉆探鉆孔位置時,要在可能出現(xiàn)軟基的位置布置鉆孔,這樣才能發(fā)現(xiàn)在工程范圍內(nèi)的暗塘,并對暗塘的地質(zhì)情況進行詳細(xì)勘測,這樣才能保證在工程設(shè)計中能夠?qū)Π堤吝M行有的放矢的工程設(shè)計。在工程建設(shè)過程中,設(shè)計單位也需時常到現(xiàn)場與建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位進行溝通,保證工程建設(shè)的順利實施。
2、由于暗塘中的淤泥一般并不是均勻分布的。在暗塘處理施工中,需要監(jiān)理、檢測等單位切實負(fù)起計量職責(zé),記錄現(xiàn)場實際發(fā)生工程量,控制工程造價。
五、結(jié)語
目前,中新天津生態(tài)城永定洲片區(qū)道路工程已完成路基主體驗收。根據(jù)相關(guān)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果,可以判斷上文論述的特殊路基處理方式在實際工程中取得了良好的效果,證明本次設(shè)計的淺層換填處理措施是適當(dāng)?shù)摹?br />
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