基于湿地地区高速公路路基质量控制研究

孙艳丽

济南至菏泽高速公路位于稻屯洼湿地东半部，K87+000～K90+088约3 km路段经过湿地，距离湿地长年积水区约1.5 km。

本文针对济南至菏泽高速公路所经路段——稻屯洼湿地试验段的特殊工程地质特征，采取清淤换填的处理方式对试验段的地基进行了处理，详尽的阐述了施工方案和施工过程，并根据压实情况和沉降情况，确定了抛填材料的压实系数和压实遍数;并对处理后的地基质量进行了检测和评价。

1 工程地质特征

本试验段位于泰安市电力农场内，左右两侧分布有两个鱼塘，鱼塘间地表种植次生杨树林，地表积水深约30 cm～70 cm，表层土层已饱和。右侧为一号鱼塘，积水深度为4 m～6 m，经过多年浸泡，淤泥深度为80 cm～300 cm。其土层力学指标见表1。

其力学指标表明，该段土质呈塑性状态，土的承载力较低，压缩系数较大，若直接填筑路基将导致路基的不稳定性，因而需对其进行适当的处理以增强路基的稳定性，保证行车安全。

表1 土层力学性质

2 软基处理方案

济菏高速公路软基处理设计有3种方案:1)当H≤3 m时，采用清淤换填;2)当3 m＜H≤5 m时，采用抛石挤淤;3)当H＞5 m时，采用粉喷桩。但实际触探资料显示，绝大部分软基深度小于3m，适宜采用全部挖除换填法处理地基。由于抛石挤淤并不能彻底解决工后沉降问题，而清淤换填法能从根本上改善地基，不留后患，效果最佳，是最彻底的处理方案，同时，考虑工期等多方面的因素，济菏高速公路软土深度小于5 m的软基处理采用清淤换填。

3 施工过程

3.1 围堰

首先在K87+590～K87+650段，两侧用片石混合粘土做围堰。围堰内侧坡脚位置是距离该段路基坡脚加宽2 m的地方。围堰顶高出目前水面按50 cm考虑，两侧边坡1∶1.5，围堰顶修筑成向外4%的横坡，以便于排水。围堰修筑步骤如下:1)放线:首先采用全站仪将K87+590处路基的坡脚线外2 m的位置点放出，根据填石的情况随时用全站仪将围堰顶中心位置放出，保证围堰的内侧坡脚距路基边坡的距离不小于2 m。2)考虑到围堰顶可兼作施工便道，对此段围堰的修筑采用土石混填的方法。抛石以稳定基础，填土用以阻水。片石采用石山爆破料，土方取自取土场。3)填筑过程:围堰填筑沿桩号逐步推进，填筑时先由自卸翻斗车将爆破的石方填料倾卸倒在K87+590处，由推土机随时向前逐步摊开，施工时尽量先填筑爆破的大石块，形成稳定层后，用土石混填填出水面，用压路机压实。为便于行车，围堰顶面填筑一层碎石料。4)无水地段便道用风化料填筑压实，厚度以高出地面50 cm为宜。

3.2 排水

全段围堰完成后，在K87+590及K87+650处，采用修筑便道围堰的方法设置横向围堰。修筑横向围堰时，应首先挖除横向围堰处的淤泥，在挖掘机范围内清出一段，填筑一段，并逐步向前推进，最后压路机压实。路基坡脚线外设置宽2 m、深2 m的集水沟。依据渗水量大小，在集水沟内布置潜水泵，用大功率潜水泵将围堰范围内的水排向路基两侧。该水淹路段全部施工完成后，将横向围堰挖除换填片石。

3.3 清淤抛填

1)抛石宽度为路基底宽每侧加2 m，抛石厚度根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》要求至常水位以上50 cm。2)围堰内清淤顺序:清淤根据排水的实际情况，尽量排干水后，能够充分摸清地表情况的前提下进行。首先用挖掘机沿路基中线清淤，清淤范围向两侧各5 m，由于此段路基长期浸泡在水中，土质已饱和，地基承载力太低，机械设备无法在工作面内展开，因此采取清淤、抛填片石同步进行，第一层的抛填片石厚度暂按50 cm考虑。根据地质钻探情况，清淤深度暂按1.2 m考虑，具体深度现场实际确定随时调整。沿路基中线清淤完成后，再以抛填片石形成工作平台。3)碾压:清淤完成后，在围堰内完成一层抛填片石，人工找平，并用细料填充缝隙，厚度约为50 cm，用自重18 t以上大吨位振动式压路机进入围堰内进行碾压，直到石块表面嵌挤密实，表面大致平整沉降很小时为止。4)在第一层抛填片石的基础上进行第二层抛石处理，厚度不超过50 cm，方法同第一层。由推土机推平，人工灌缝后，用自重18 t以上的大吨位振动压路机进行碾压，直至石块表面嵌挤密实，表面大致平整不再发生沉降时为止。以后逐层进行抛石处理，直至现有水面80 cm以上为止。5)顶层做30 cm厚的级配碎石找平层，并分两层铺筑共60 cm的砂砾，压实至设计压实度。

4 质量控制

1)分层衔接。施工过程中每段填筑完毕后填上一层时留1 m的横向台阶，便于相邻两段之间的连接。

2)压实系数。根据现场压实情况，选取底层和上层填筑点，测量其填筑数据，并计算分析得点压实系数和面压实系数。

3)沉降控制。选取试验段代表点(本试验段选取6个)，收集在不同压实遍数下，换填材料的沉降值，以确定压实遍数，控制施工质量。根据沉降监测数据，底层填筑压实8遍时平均沉降3.5 mm，上层填筑压实7遍时平均沉降0 mm。

5 压实质量评价

1)弯沉检测。回弹模量是表征土基的承载能力的参数指标之一。通过贝克曼梁法测得弯沉值，再计算土基回弹模量，以表征土基的承载能力;即弯沉值间接的表征了土基的承载能力。碾压完成后采用贝克曼梁法对路基弯沉进行检验，每个段落取13个点。

2)弯沉分析。依照JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程计算代表弯沉值L1为［4］:L1=S。其中，L1为代表弯沉值，0.01 mm;L为实测弯沉的平均值，0.01 mm;S为标准差。依照JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程计算土基、整层材料的回弹模量E1或旧路的综合回弹模量(1-μ2)α。其中，E1为计算的土基、整层材料的回弹模量或旧路的综合回弹模量，MPa;P为测定车轮的平均垂直荷载，MPa;δ为测定用标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径，cm;μ为测定层材料的泊松比，根据相关路面设计规范的规定取用;α为弯沉系数，取0.72。由弯沉检测结果可知，换填路基经压实后，弯沉及路基回弹模量计算结果如下:段落1的路基弯沉代表值为142 mm×0.01 mm，标准差为7.75%，路基回弹模量为131 MPa;段落2的路基弯沉代表值为146 mm×0.01 mm，标准差为16.4%，路基回弹模量为128 MPa。这表明经换填后的路基回弹模量达到了设计标准，地基承载力满足了设计要求，路基强度是均匀一致的。

6 结语

本文依据稻屯洼湿地试验段的特殊工程地质特征，确定了清淤换填的软基处理方案和适用范围，并根据压实情况和沉降情况，确定抛填材料的压实系数和压实遍数。结果表明:

1)采用清淤换填的方式可以彻底解决软土地基的稳定性问题，因而在软土层厚度不大的情况下(＜3 m)，尽可能选择清淤换填的处理方式。2)应严格控制施工过程，认真记录压实数据和沉降数据，为施工的全面展开打好基础，这也是保证施工质量的前提和关键。3)弯沉检测结果表明，采取清淤换填的方式，地基的承载力达到了设计要求。

［1］ 陈德华，宗超男，余锦江.浅谈淤泥质软土地基处理［J］.中国水利，2003(5B):32-33.

［2］ 钱家欢，殷宗泽.土工原理与计算［M］.第2版.北京:中国水利电力出版社，1996.

［3］ 刘松玉.公路地基处理［M］.南京:东南大学出版社，2001.

［4］ JTG E60-2008，公路路基路面现场测试规程［S］.