港區(qū)道路地基及路基處理方式分析范文

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摘要：隨著港區(qū)的開發(fā)建設，場區(qū)及道路在使用過程中暴露出許多問題，給現(xiàn)有場區(qū)及道路使用帶來非常大的安全隱患，需要相應的工程對策加以解決。由于港區(qū)道路交通兼具城市道路和公路的特色，具有其特殊的地理位置以及地質條件，因此，在設計中應綜合考慮各方面因素分析地基及路基的處理方式。文章以天津港北疆港區(qū)道路為工程實例，首先對深層地基處理方案進行分析，重點研究灘涂區(qū)域和納渣坑區(qū)域的地基處理方式，再以具體道路為例研究淺層路基處理方案，然后根據(jù)上述研究內(nèi)容對特殊路基處理區(qū)域進行劃分，建立設計方案，以期為此類工程設計提供參考。

關鍵字：港區(qū)道路；地基；路基；方法研究

1引言

天津港位于海河入海口，是首都北京和天津市的海上門戶，是我國北方重要的對外貿(mào)易口岸，為中國陸域距離歐洲和中西亞最近的港口，是連接東北亞與中西亞的紐帶，是京津及華北地區(qū)國民經(jīng)濟和外向型經(jīng)濟發(fā)展的重要依托，是我國南北物資交流的重要樞紐、中西部地區(qū)內(nèi)引外聯(lián)的窗口及其對外交通的重要口岸，是天津城市經(jīng)濟發(fā)展和濱海新區(qū)開發(fā)建設的主要龍頭產(chǎn)業(yè)之一[1-2]。在道路工程中，地基指的是承受構筑物或建筑物的基礎荷載的土體或巖體[3-4]，路基是道路路面的基礎，承受著本身的巖土自重和路面重力，以及由路面?zhèn)鬟f而來的行車載荷，是整個公路構造的重要組成部分[5-6]。國內(nèi)外關于地基方面的研究主要集中于地基在荷載作用下因膨脹收縮、壓縮、凍脹、濕陷等原因產(chǎn)生的變形等，關于路基主要集中于堅固性、穩(wěn)定性和耐久性等方面的研究，針對特殊地質條件的港區(qū)道路地基及路基等方面的研究較少。港區(qū)道路因其獨特的地理位置以及地質條件，地基與路基的處理不同于一般城市道路[7-8]，因此，研究港區(qū)道路地基及路基處理方式可以為此類工程設計提供參考。天津港北疆港區(qū)具有典型的濱海地區(qū)海、陸相互沉積軟土的特殊地質條件，本文以地質條件較為特殊的北港路（海鐵大道—新港六號路）、北港西路（吉運四道—現(xiàn)狀路）、吉運四道（北港西路—北港路）和新港七號路（躍進路—北港路）為工程實例，介紹港區(qū)道路地基及路基處理方式。

2現(xiàn)狀評價及建設條件

北疆港區(qū)大部分用地為汽車物流園區(qū)及集裝箱堆場，工程道路沿線區(qū)域主要有汽車及集裝箱堆場、納渣坑、堿渣山、灘涂和建筑垃圾堆場等。

2.1北港路

北港路（海鐵大道—新港六號路）路段沿線主要有堿渣山及現(xiàn)狀道路。堿渣山堿渣厚度較深，目前堿渣山上的堿渣正在移挖做填進行搬遷，廢渣將移運至納渣坑中。吉運一道以北約100m為現(xiàn)狀路，吉運一道以南路段為現(xiàn)狀已實施瀝青路面，雙向六車道，路面狀況良好，市政管線配套齊全。

2.2北港西路

北港西路，海鐵大道至排水明渠約900m為已實施瀝青路面，路面寬度約31.5m，路面狀況良好，市政管線配套齊全。泰達明渠橫跨吉運五道與北港西路，主要用于開發(fā)區(qū)泵站雨水的排出，明渠寬約60m。

2.3吉運四道

吉運四道，北港西路以西為已實施瀝青路面，路面寬度24m，雙向六車道，路面狀況良好，市政管線配套齊全。

2.4新港七號路

新港七號路，躍進路以東約300m為已實施瀝青路面，路面狀況良好，市政管線配套齊全。

3工程方案設計

3.1深層地基處理方案

3.1.1北港路灘涂區(qū)域具體方案如下：首先在原泥面（平均標高約+5.4m）鋪筑兩層荊笆+一層土工布，接下來在加固區(qū)四周建設吹砂子埝，吹填砂性土至標高+6.0m，鋪設0.4m中粗砂，打設塑料排水板，正方形布置，間距0.9m，塑料排水板底標高平均約-9.0m，鋪設濾管，鋪設一層編織布+兩層真空膜，進行真空預壓，要求真空度為85kPa，固結度按85%控制，總預壓時間約為120d。部分區(qū)域（面積約為1100m2）采用換填山皮土方案。具體作法：排除場地內(nèi)河道積水，進行山皮土換填壓實處理，山皮土頂標高為+5.4m，換填厚度不小于2m。換填效果不低于真空預壓處理區(qū)效果。

3.1.2北港路納渣坑區(qū)域首先在堿渣表面鋪設兩層竹笆+兩層土工布，回填素土500mm（部分區(qū)域無此層），鋪設40cm中粗砂墊層。打設塑料排水板，排水板間距0.9m，正方形布置，塑料排水板底標高-14.0m；堆載堿渣制土，堆載時間約120d，卸載控制標準為連續(xù)5d沉降速率不大于2.5mm/d和實測沉降曲線，推算的固結度不小于85%。卸載后清理多余堿渣，并碾壓整平。

3.1.3北港西路北港西路路基處理范圍總長度約428m（BK0+012~BK0+440），存在水塘、泰達明渠、納渣坑及其圍埝位于東側、西側緊鄰堆場，場地現(xiàn)狀十分復雜，道路紅線范圍內(nèi)還存在臨時水閘、臨時混凝土基礎等設施，下部場地土均為淤泥質土、淤泥等軟弱土層，按照規(guī)劃，泰達明渠暗涵于吉運五道路口處下穿通過北港西路。北港西路修筑起點與已建成的吉運四道連接，重點處與已建成的北港西路連接。地基處理擬采用水泥旋噴樁處理工藝，以消除道路不均勻沉降。由于場地內(nèi)地形起伏較大，現(xiàn)狀水塘范圍，地基處理前需首先進行場地既有設施清理、排水、素土回填（回填標高至+4.9m）、整平壓實，回填素土充分利用場地內(nèi)現(xiàn)有素土，不足部分采用外購解決，壓實系數(shù)不小于90%，達到水泥旋噴樁處理條件后進行地基處理施工。

3.2淺層路基處理方案

路基設計本著“安全、經(jīng)濟”的原則，應根據(jù)路基填土高度和不同地質情況，因地制宜進行路基設計，盡量減少工程對沿線環(huán)境及自然景觀造成的破壞。考慮到天津港北疆港區(qū)交通量很大，且主要以貨車為主，因此路基處理必須加強，回彈模量要達到重載交通的要求。本工程北港路北段采用深層加固處理工藝，考慮到道路的結構層厚度及結構層以下填料壓實要求等因素，地基處理交工標高預估為+5.5m。北港路、北港西路、吉運四道和新港七號路主要包括納渣坑區(qū)域、堿渣山區(qū)域、灘涂區(qū)域、水塘區(qū)域，接下來將對不同區(qū)域的路基處理方式進行介紹。

3.2.1納渣坑區(qū)域對于路床頂面以下采用60cm堿渣素土（30%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm級配碎石+80cm堿渣二灰土（45%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部堿渣深層處理，采用堆載預壓工藝（具體見地基處理工程部分）。

3.2.2堿渣山區(qū)域對于路床頂面以下采用60cm堿渣素土（30%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm級配碎石+80cm堿渣二灰土（45%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部堿渣淺層處理，采用60cm堿渣處理土（65%堿渣、10%石灰、25%粉煤灰）換填。

3.2.3灘涂區(qū)域對于路床頂面以下采用60cm堿渣素土（30%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm級配碎石+80cm堿渣二灰土（45%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部灘涂采用山皮土換填。

3.2.4水塘區(qū)域對于路床頂面以下采用60cm堿渣素土（30%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm級配碎石+80cm堿渣二灰土（45%堿渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部采用山皮土回換填，首先將水塘積水排凈，再將水塘邊坡處淤泥清除后采用山皮土擠淤換填。路基開挖后道路兩側綠化回填范圍采用堿渣制工程土，堿渣∶粉煤灰=1∶0.3。換填山皮土部位：山皮土應采用較純凈的中風化強度以上的混合開山石料，開山碎石最大粒徑不超過20cm（路床頂面至以下80cm范圍內(nèi)最大粒徑不超過10cm），粒徑大于1cm小于20cm的顆粒應超過石料總量的70%，并應級配良好，不得采用同一粒徑的石料。山皮土的含土量不得大于30%。

3.3特殊路基處理方案

3.3.1地質條件簡述根據(jù)測量及勘察成果揭示，工程道路沿線不良地質區(qū)域主要包括現(xiàn)狀泰達明渠河道及河床、納渣坑、國際物流明渠調蓄池及吹填成陸堆土區(qū)。對于納渣坑區(qū)域，土層以堿渣、淤泥質粘土、粉質粘土及粉土為主；對于其他區(qū)域以淤泥、淤泥質粘土、粉質粘土及粉土為主。

3.3.2特殊路基處理區(qū)域劃分將沿線不良地質區(qū)域特殊路基處理劃分見表1。

3.3.3特殊路基處理設計方案①特殊路基處理方式Ⅰ（現(xiàn)狀泰達明渠管涵基礎、北港西路設計箱涵基礎）。此區(qū)域為現(xiàn)狀泰達明渠河道及國際物流明渠調蓄池。打壩導流后，清除現(xiàn)狀淤泥及原狀土至樁頂標高（可由涵底高推導），然后施打高壓旋噴樁以提高該區(qū)域地基承載力，減少沉降，高壓旋噴樁樁長為14m，樁徑0.6m，樁距1.6m，采用正三角形布置；樁頂以上鋪設40cm（箱涵底為60cm）碎石褥墊層，以上施做涵洞基礎及涵身，涵洞完成后，當涵洞砌體砂漿或混凝土強度達到其設計強度的80%時，方可進行對稱分層回填碎石至涵頂以上40cm，其上分層回填10%石灰土至路床頂面，嚴格控制涵洞兩側及頂部回填質量，確保壓實度滿足設計要求。涵身兩側回填碎石應分層對稱壓實，填料壓實度應≥96%（重型擊實標準）。涵洞頂上通過筑路機械所需最小填土厚度0.5m～1.0m（根據(jù)筑路機械重量掌握），覆土不足時采用反開槽施工或設置土拱等措施處理。泰達明渠河床以內(nèi)路基邊坡采用M7.5漿砌片石進行防護。②特殊路基處理方式Ⅱ（北港路設計箱涵基礎）。此區(qū)域為納渣坑，箱涵施工須在堆載預壓深層處理之后進行。將現(xiàn)狀處理過的堿渣開挖至箱涵碎石墊層底面，并采用1m山皮土進行換填，換填后地基承載力須大于120kPa，否則需加大換填厚度。由下向上依次施做碎石墊層、C20混凝土墊層及6-3×2.5的箱涵。箱涵兩側及上部回填同處理方式Ⅰ。③特殊路基處理方式Ⅲ（現(xiàn)狀泰達明渠河床）。清除淤泥灘淤泥至原狀土，在原狀土頂面施打高壓旋噴樁以提高該區(qū)域地基承載力，減少沉降，高壓旋噴樁樁長為12m、樁徑0.6m、樁距1.6m，采用正三角形布置；樁頂以上鋪設40cm碎石褥墊層，碎石中部鋪設一層鋼塑土工格柵，同時在碎石兩端進行回裹；褥墊層上部分層回填5%石灰土至路床頂面以下80cm，其上分層回填80cm、10%石灰土至路床頂面。為給兩側雨水管地基提高承載力，北港西路高壓旋噴樁向紅線方向超打，最外側一排樁距離側石線應大于4.5m。為減少不均勻沉降，與處理方式Ⅳ即河堤區(qū)域之間搭設鋼塑土工格柵。路基邊坡采用M7.5漿砌片石進行防護。④特殊路基處理方式Ⅳ（現(xiàn)狀泰達明渠河堤）。勘察鉆孔揭示河堤下淺部土層良好，主要分布為軟塑粉質粘土、雜填土（主要為碎石）、素填土（可塑含磚渣）、中密細砂層，為充分利用淺部硬殼層，處理方案如下：將現(xiàn)狀河堤開挖至路床頂面以下1.8m左右，即雜填土層頂面，其上填筑1m山皮土承托層，往上分層回填80cm、10%石灰土至路床頂面。為減少不均勻沉降，與處理方式Ⅲ即河床區(qū)域之間搭設鋼塑土工格柵。⑤特殊路基處理方式Ⅴ（納渣坑）。深層堿渣排水固結后，反開槽至路床頂面以下2.8m的位置，其上分層回填壓實100cm山皮土+80cm堿渣二灰土+40cm級配碎石+60cm堿渣素土，堿渣二灰土、級配碎石及堿渣素土底面采用鋼塑土工格柵進行包裹。⑥特殊路基處理方式Ⅵ（調蓄池水塘）。此部分區(qū)域淤泥頂標高為2.4m左右，勘察成果揭示下臥土層為淤泥土、淤泥質黏土及粉質粘土。為減少本區(qū)域與現(xiàn)狀北港西路及吉運四道的沉降差，采用處理方案為：鏟除水塘內(nèi)相鄰的土埂，清除道路范圍內(nèi)水塘的淤泥，其上分層回填壓實素土至路床頂面以下80cm；在素土頂面施打高壓旋噴樁，樁長12m、樁徑0.6m、樁距1.6m，正三角形布置，旋噴樁長需超打高出素土頂面，剔除頂面軟弱樁頭后，其上鋪設40cm碎石褥墊層，碎石中部鋪設一層鋼塑土工格柵同時在碎石兩端進行回裹，碎石層頂部回填40cm、10%石灰土至路床頂面。為給兩側雨水管地基提高承載力，高壓旋噴樁向紅線方向超打，最外側一排樁距離側石線應大于4.5m。⑦特殊路基處理方式Ⅵ（吹填成陸堆土區(qū)）。清除現(xiàn)狀堆土，開挖原地面至路床以下80cm，在此層位施打高壓旋噴樁，樁長12m、樁徑0.6m、樁距1.6m，正三角形布置，旋噴樁長需超打高出素土頂面，剔除頂面軟弱樁頭后，其上鋪設40cm碎石褥墊層，碎石中部鋪設一層鋼塑土工格柵同時在碎石兩端進行回裹，碎石層頂部回填40cm、10%石灰土至路床頂面。為給兩側雨水管地基提高承載力，高壓旋噴樁向紅線方向超打，最外側一排樁距離側石線應大于4.5m。

4結語

本文以天津港北疆港區(qū)道路為工程實例，首先對深層地基處理方案進行分析，接下來對不同區(qū)域的路基處理方式進行介紹，以此為基礎，提出7種特殊路基處理方案。研究可知，不同地質條件，地基和路基的處理方式存在明顯差異，針對港區(qū)道路獨特的地理位置及道路特性，有必要對其道路設計進行深入研究，本文所提出的地基及路基處理方案可以為港區(qū)道路工程設計提供參考。

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作者：羅瑞琪 劉巖 單位：中國市政工程華北設計研究總院有限公司