城市道路特殊路基处理设计解析

文/聂云辉

1 前言

随着我国经济高速平稳发展，人们的生活水平日益提高，基础建设蓬勃发展，高速公路、市政路网不断完善。路面的平顺性和平整度会直接影响人们驾驶的舒适性，由此人们对道路路面的要求也越来越高。与此同时，位于路面之下的路基的施工质量会直接影响着道路路面质量，若路基处理不当，将造成路面塌陷、开裂以及桥台位置跳车等一系列问题，直接影响道路的质量和使用安全。

相比公路复杂的地形、地质情况，城市道路更为简单和单一，路基设计常遵循以下原则：路基设计前相关人员必须到项目现场踏勘，对项目的现状情况进行摸排，并做好勘察工作，详细了解项目的地质水文情况；另外，路基设计时应根据现场的地形地貌进行设计，尽量做到填挖平衡，避免路基施工中涉及高路堤或者深路堑；根据地勘报告，选择相应的路基边坡坡率以及合理的边坡防护形式，保证路基稳定；路基工程的设计不仅要做到安全稳定，还要考虑其经济性，设计不能过于保守而造成造价偏高。

本次通过两个项目实际设计与施工情况对换填、抛石挤淤、强夯以及水泥搅拌桩特殊路基处理方式进行简要阐述。

2 换填

北站连接线（天马山路-上湖路段）为城市主干路，长4.39km，西起规划圣岩路后设置豪岩隧道（平行双洞）穿过打石山，隧道出口至同安大道线位紧邻厦门北动车运用所，设置福厦客专动走线跨线桥及动车所西路桥上跨福厦客专动走线，与同安大道平交后路线往东设置官浔溪大桥跨越官浔溪，终点接入现状上湖路。北站连接线（ 天马山路-上湖路段）为60km/h 设计速度，道路横断面宽度43m，双向6 车道。

根据地勘成果：项目在AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 段分布有淤泥质土，厚度不厚，约1m 左右；淤泥质土位于现状表层，因AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 两段位于官浔溪两侧岸边，系冲洪积成因。考虑到淤泥质土埋深不深且平均厚度不大，设计采用换填砂处理[1]。

换填砂处理方式：挖除软弱地基(淤泥质土)-换填砂-填筑路堤，回填砂高度必须比常水位高50cm。

结合以上实例，换填处理方式通常用于软弱地基厚度不大于3m 的路段，如水田路段及小的水塘等，设计直接将软弱土层挖除，再换填透水性材料，例如碎石、砂碎、砂性土及中粗砂等，最后再填筑路堤。

3 抛石挤淤

根据地勘成果，北站连接线（天马山路-上湖路段）在AK2+135～AK2+265 路段左幅为现状水塘，水塘面积约4064m2，塘底淤泥平均厚度约为4m，水深1.5m，考虑水塘面积大且淤泥较厚，项目周边多为采石场，抛填块石材料丰富，设计采用抛石挤淤进行处理，就地取材，节省路基处理的成本。处理方式：抛填块石－石面上回填50cm 级配碎石－碾压密实－回填砂及铺设土工布。抛填块石高度必须比常水位高50cm，块石不宜小于30cm。在路基坡脚伸入水塘段落，水面以下边坡采用浆砌片石防护[2]。

结合以上实例可知，抛石挤淤的处理方式常用于水塘面积较大、淤泥较深的路段。

4 强夯

根据地勘成果，北站连接线（天马山路-上湖路段）在AK1+860～AK2+115 段分布有素填土，深度约8m，为原采石坑回填土，素填土呈灰黄色、灰黑色，稍湿，松散，填料成分以粘性土为主，局部含有植物根系、碎石等，硬物质含量约10%～20%，填料堆填年限约5～10年，工程地质性能差，层厚0.2～10.7m。考虑到素填土，虽堆填时间长，但其工程地质性能差，且厚度较厚，设计采用强夯处理，要求强夯处理后的地基承载力达到120kPa 以上。

强夯处理方式是通过将吊锤提升到一定的高度后，在自由下落到地面过程中产生非常大的冲击，把土层压实，使路基压缩下沉，提高路基的承载力和压实度。

本次强夯法设计先采用两次点夯，最后加上一次满夯，点夯能量为4000KJ，满夯能量为1000KJ，点夯的夯点按4×4m 正方形布点，两遍点夯施工间隔时间为7 天。进行大面积强夯之前应先选取试验区进行试夯，确定强夯的一些参数，比如吊锤的重量、吊锤提起的高度等。

软基处理强夯施工可按下列步骤进行：清理并平整施工场地，回填强夯垫层；标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；起重机就位，使夯锤对准夯点位置；测量夯前锤顶高程；将吊锤吊到经试夯后确定的高度，松开吊锤，再次测量锤顶高程；按照图纸要求的每个点的夯击次数夯击，再经上述几个步骤后完成一遍点夯；用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；第一遍点夯完成七天后，再进行第二遍的点夯，最后满夯一遍，完成满夯后再对场地的标高进行复测。另外，强夯还应注意是否会影响周边建筑，若距离过近，则需考虑相应措施，比如：减震沟，避免在强夯过程中对建筑造成影响[3]。

结合以上实例可知，强夯通常用于土层较厚且土的性质较差、采用换填或者其他方式造价太高的路段。

北站连接线在AK3+975～AK4+150 及AK4+275～AK4+340 段路基经换填处理，AK2+135～AK2+265 段路基经抛石挤淤处理，AK1+860～AK2+115 段经强夯处理后，路基承载力、压实度及回弹弯沉值均满足设计及规范要求，路基质量良好，可为后续路面的施工质量提供保障。

5 水泥搅拌桩

集美新城软件园三期纵六路（软三横路—集美北大道）道路工程为城市支路，路线全长约1.09km，位于软件园三期园区东侧，南起于现状集美北大道，路线由南向北，依次与规划支三路、现状软三纵路、现状支二路、规划支一路平交，终点止于现状软三横路。集美新城软件园三期纵六路（软三横路—集美北大道）道路工程为30km/h 设计速度，道路横断面宽度18m，双向2 车道。

根据地勘成果，项目在ZK0+240～ZK0+440 段分布有厚度为1.4～5m 淤泥，埋深约5～12.5m。考虑项目在ZK0+240～ZK0+440 段为填方，填高平均1.1m，由于淤泥层分布于原状地表下5～12.0m，设计采用水泥搅拌桩处理。

水泥搅拌桩地基处理的施工工序：对需要施打搅拌桩的场地进行平整处理，清除表层建筑垃圾，平整场地标高应该比设计桩顶高程高50cm；施打水泥搅拌桩，水泥搅拌桩施工完成后，应挖除桩顶的浮土并凿除桩顶的50cm，因为桩顶的这一段搅拌桩质量较差；待28 天后复合地基承载力以及单桩承载力并检测复合图纸要求，在桩顶上回填50cm 的中粗砂，铺设三向土工格栅；最后再填筑路基，每30cm 一层，分层碾压，采用重型压路机进行碾压，压实度应符合设计和规范要求。

5.1 水泥搅拌桩技术要求

水泥搅拌桩所采用的水泥：32.5R 普通硅酸盐水泥；水泥搅拌桩桩底持力层应选择打穿淤泥层并进入中粗砂层不小于1m；水泥掺量按加固土室内配合比实验结果选择，可参考按12%～20%进行试配；水灰比可初步按0.45～0.55 进行选择。

经计算，水泥搅拌桩选用直径D=0.5m，正三角形布置。道路宽18m 范围内，桩相邻间距1m，平行路线方向行间距为0.5m，垂直路线方向列间距0.866m。道路宽18m 范围外即边坡范围，桩相邻间距1.3m，平行路线方向行间距为0.65m，垂直路线方向列间距1.1258m，道路18m 范围复合地基承载力Fsp，k=100Kpa，边坡范围复合地基承载力Fsp，k=69Kpa，单桩承载力特征值不小于78KN[4]。

5.2 三向土工格栅技术要求

施工单位在摊铺三向格栅时，要保证铺设平整、无褶皱，施工时可对格栅进行临时固定，搭接宽度要大于或者等于30cm，禁止施工机械行驶在土工格栅上。

5.3 水泥搅拌桩施工要求

水泥搅拌桩在大面积施工之前应选取不少于5 根进行试桩，确定搅拌桩施工的一些参数，选择最佳水灰比、水泥掺量、搅拌提升和下降的速度及额定电流等。

搅拌桩若在施工过程中，遇到表层有较多建筑垃圾，而且是比较大块的石块或是混凝土，则水泥搅拌桩无法打入；若大块建筑垃圾只是在表层零星分布，只需将这些大块建筑垃圾挑拣出来进行清除；若大块建筑垃圾量大且分布于表层1～3m，则需将这1～3m的建筑垃圾换填成一般回填土再进行水泥搅拌桩施工；若搅拌桩打入一定深度而因大块建筑垃圾无法再施打，则可以适当调整水泥搅拌桩的桩位。

结合以上实例可知，水泥搅拌桩的处理方式通常用于土层中软弱土层埋深较深的路段。

纵六路ZK0+240～ZK0+440 段路基经水泥搅拌桩处理之后，路基承载力及压实度均满足设计及规范要求，路基质量良好，能够为后续路面的施工质量提供保障。

在设计过程中，地勘报告是我们进行特殊路基设计的重要资料和依据，但地勘报告不能百分百保证和实际地质情况一致，毕竟是间隔一定距离的钻孔，会和实际情况存在出入，一旦现场地质情况与地勘报告不符，就需要设计和地勘人员到现场查明地质情况，再根据实际情况对原设计的特殊地基处理方式进行调整。

6 结语

本文仅对近几年设计过程中经常遇到的换填、抛石挤淤、强夯以及水泥搅拌桩特殊路基处理方式进行简要阐述，不同地质采用不同的处理方式，目的就是为了以最经济最有效的处理方式来处理路基。另外，路基的好坏会直接影响路面的质量，因此在今后道路设计中，相关工作人员在面对不同地区项目的不同特殊路基时，不仅要具体问题具体分析，详细踏勘现场，还要根据地勘报告了解特殊土分布范围和深度以及地表水、地下水的分布情况，再选择适宜的处理方式，以达到对路基的最佳设计效果。