公路垃圾土地基处理方法的探讨

郑 敏，赵华祥，金珊珊

(云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 650011)

公路垃圾土地基处理方法的探讨

郑 敏，赵华祥，金珊珊

(云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 650011)

随着云南高速公路的迅速发展，一些高速公路与城市规划区的距离也越来越近。在云南高速公路建设中，遇到一段垃圾土地基，对该段垃圾土地基提出了改线、换填、PC管桩、CFG桩、孔内深层强夯等处治方案，并对这些方案进行了比较研究。

公路；垃圾土地基；处理方法

1 项目概况

观音山立交连接线设计止点与观音山经济开发片区中规划道路黄草坝路相连接，立交连接LK0+892.04～LK1+332.783段为路基，主要以低路堤及路堑为主。该段经过生活垃圾、建筑垃圾填埋场，地质勘探钻孔LK0+891.5处揭示垃圾总厚度为22 m，LK1+049处钻孔垃圾厚度为27.1 m，现场实际情况为路基底部及两侧均有较深厚的垃圾，且立交连接线中的收费站、收费站管理用房及观音山隧道管理所均位于垃圾土层上，该段垃圾土厚度大、堆积松散、工程特性极差，对建成后公路的沉降与不均匀沉降极为不利，也极大地影响到此路段今后的营运安全，路旁的垃圾环境也不利于收费站及管理用房工作人员身体健康。结合原设计及现场实际情况，对该路段的工程进行处治设计。观音山立交连接线东侧存在两处高压铁塔，对路线的走向有一定的限制。

2 工程地质条件

(1)表层为人工弃土，褐黄、灰白色，以粘土、生活垃圾及建筑垃圾为主，厚度22～27 m。

(2)第2层为粘土，浅黄、棕黄、褐黄等色，硬可塑，地基承载力基本容许值180 kPa，摩阻力标准值70 kPa，厚约25 m。

(3)第三层为白云岩、灰岩：灰白色，强风化，岩芯呈碎块状，地基承载力基本容许值800 kPa，摩阻力标准值190 kPa。

3 处治方案

3.1 改线方案

改线方案1：从原设计线位LK0+350开始改线，为避让高压铁塔，改线方案1从两个高压铁塔右侧通过，该方案地势平坦，路线远离主要垃圾区域，改线总长度为1 048.585 m。

工程量：改线方案1较原设计需增长桥梁180 m，改线段中路基长度340 m，估算合计2 824.5万元(含建安费2 100万元、新征地费用724.5万元)。

方案优缺点：该方案改线后距离垃圾区域较远，对填埋场无扰动，行车安全性好，造价低；需另行新征永久用地约69亩，可能会造成部分废置工程。

改线方案2：从原设计线位LK0+350开始改线，为避让高压铁塔，改线方案2从两铁塔中间穿过，通过铁塔路段为挖方路段，坡顶距离铁塔较近，改线后路线距离主要垃圾区域仍较近，该方案改线总长度为1 030.941 m。

改线方案2工程量：改线方案2较原设计需增长桥梁206 m，改线段中路基长度285 m，估算合计3 037.5万元(其中含建安费2 250万元、新征地费用787.5万元)。

方案优缺点：该方案改线后行车安全性好，造价省相比换填方案和处治方案省；但是由于路线距离垃圾区域较近，影响收费站及管理用房使用，需另行新征永久用地约75亩，可能会造成部分废置工程。

3.2 换填方案

换填方案通过整体挖除该段路基下方的建筑垃圾及生活垃圾，采用路堤填土换填，彻底解决垃圾土层带来的沉降问题。

换填处治方案主要措施包括：从两边路基宽采用1∶1断面形式进行放坡，放坡至垃圾层底部，确定回填边坡坡脚线，从填方边坡线往上采用1∶0.5的坡率确定最终的开挖线，采用冲击碾压的方式回填路堤，两侧超挖部分采用反压回填至路面顶标高处理。路床下设置三层土工格栅，减小后期路堤不均匀沉降。

方案工程量估算：换填方案需挖除垃圾土79万m3，回填路堤填土70万m3，垃圾清运、处理79万m3，估算合计5 203.7万元。(含换填处治费用3 168.2万元、收费管理用房地基处理635.5万元及环境处理费用300万元、垃圾土层段原路基费用1 100万元)。

方案优缺点：该方案路基换填后行车安全性好，无需新征永久用地；但是开挖、回填垃圾层土石方量大，垃圾的清运量大，由于收费站及管理用房仍处于垃圾范围内部，对收费人员身体健康存在长期威胁，该方案需另行新征临时用地约18亩。

3.3 管桩处治方案

管桩处治方案采用在路基下设置PC管桩的措施处治垃圾土层，将道路荷载传至垃圾层下方的粘土层中，减小垃圾层的沉降，保证该路段的行车安全、舒适。

管桩方案主要措施包括：路面顶设计标高至其下5 m的深度，采用1:0.58(30°扩散角)断面形式进行放坡，确定填边坡坡脚线，从填方边坡线往上采用1∶0.5的坡率进行放坡，确定最终的开挖线，挖除路面顶设计标高其下5 m深度内的垃圾土层，采用静压桩的方式将PC管桩压入垃圾土层，其中PC管桩长30 m，桩径300 mm，三角形分布，桩间距2 m，桩顶设计1 m×1 m×0.3 m的桩帽，形成PC管桩群，将道路荷载传至垃圾层下方的粘土层中。管桩施工完后，在其上回填碎石及片石垫层，路床中设置两层土工格栅，随后施工路床、路面。

工程量：路基处治需设置PC管桩约4 103根，总长123 090 m，估算合计6 546.6万元。(含管桩处治费用4 491.6万元、收费管理用房地基处理655万元及环境处理费用300万元、垃圾土层段原路基费用1 100万元)。

方案优缺点：该方案无需新征永久用地，临时征地少；但方案造价高，且路基下管桩间仍存在一定厚度的垃圾土，未完全消除路基不均匀沉降的风险。收费站及管理用房仍处于垃圾范围内部，威胁收费人员的身体健康。

3.4 CFG桩处治方案

CFG桩处治方案在路基下设置CFG桩处治垃圾土层，形成桩及桩间垃圾土的复合地基，共同承担道路荷载，达到减小垃圾层的沉降，保证该路段行车安全的处治效果。

CFG桩方案主要措施包括：路面顶设计标高下5 m深度内的垃圾土层挖除及回填方式与管桩处治方案一致，改用造价较管桩低廉的CFG桩处治垃圾层，其中CFG桩桩长20 m，桩径400 mm，三角形分布，桩间距1.6 m，形成CFG桩群与桩间垃圾层的复合地基，共同承担道路荷载。CFG桩施工完后，在其上回填碎石及片石垫层，路床中设置两层土工格栅，随后施工路床、路面。

工程量：路基处治需设置CFG管桩约6 410根，总长128 200 m，估算合计3 932.4万。(含管桩处治费用1 877.4万、收费管理用房地基处理655万及环境处理费用300万、垃圾土层段原路基费用1 100万)。

方案优缺点：该方案无需新征永久用地，临时征地少，方案造价较管桩方案低；但路基下CFG桩间垃圾土需承担部分道路荷载，路基沉降及不均匀沉降较管桩方案大。收费站及管理用房处于垃圾范围内部，威胁收费人员的身体健康。

3.5 孔内深层强夯碎石桩处治方案

考虑到管桩及CFG桩的造价较高，提出采用孔内深层强夯碎石桩的处治方案。该方案既对路基浅层进行了强夯压实，又对深层垃圾土层进行了夯实处理。

处治措施分为两部分：浅层处治和深层处治。浅层处治措施是对路基主要受力区域，即路面标高下5 m深度范围(路堑)或原地面5 m深度范围(路堤)路基采用换填处理，挖除该深度路基下垃圾土层，用片石、碎石、碎石土换填；深层处治措施是路基以下5～10 m深度范围采用孔内强夯碎石桩处治。孔内深层强夯碎石桩设计桩长为10 m，桩成孔直径为50 cm，孔位采用正三角形布置，桩中心设计间距为1.5 m。

工程量：路基处治需设置PC管桩约7 692根，总长76 920 m，估算合计3 156.0万元。

方案优缺点：该方案无需新征永久用地，临时征地少；方案造价较其他处治方案低。但该方案仍需考虑安置挖除的5 m深度范围约6万m3垃圾的问题。

[1] 许立斌，王书芳. 强夯置换法在处理生活垃圾地基中的应用[J]. 勘察科学技术，2004, 5(5):44-45.

[2] 王国强. 城市垃圾性质及其填埋场的工程地质评价[J].水文地质工程地质, 1999, 6(6): 20- 23.

[3] 徐至钧，司炳文.地基处理新技术——孔内深层强夯法[M].中国建筑工业出版社，2011.

TU443

B

1008-3383(2017)10-0010-02

2017-06-14

郑敏(1978-)，男，湖南永州人，工程师，研究方向：公路设计及施工。