沼泽地区路基处理技术的实际应用

沼泽地区路基处理技术的实际应用

孙鹏

中铁十局集团第二工程有限公司

摘要:本文结合东帝汶苏艾高速公路依托工程的特殊的地理环境和气候条件，对路线穿越的沼泽地的路基工程处理技术展开深人分析，依据当地水文地质条件，采用因地制宜，就地取材的施工技术和施工方案， 经过对比现有的路基处理技术方案，最终选择了取材当地碎石，通过向沼泽处抛石处治的方式强化路基条件，经分析此种方案最为合理科学，同时又能保证施工成本。本文以热带海洋气候下的滨海沼泽区填方路基处理技术应为为例，谈一下沼泽地区路基处理技术的实际应用，旨在为同类路基处理工程提供参考借鉴意义。

关键词:沼泽地；路基处理；块石换填；受力分析；施工工艺

1工程概况

东帝汶苏艾高速公路位于东帝汶民主共和国南部沿海地区，本地区属于热带海洋气候下的滨海沼泽区，东帝汶苏艾高速公路为该国第一条高速公路。项目线路全长30.355km，起点位于Suai，终点位于Zumalai，起讫里程为Sta.3+920～Sta.34+275。工程主要施工内容包括：路基工程施工、路面工程施工、桥涵工程施工、交通安全设施安置、标志标线涂刷、绿化工程施工等工程项目。其中Sta.25+500～Sta.28+100段横穿沼泽地区，该区段主要工程数量：块石滚填15万方，正常路基填筑22万方，预压土填筑12万方；圆管涵9道，通道涵2座，该工程施工工期短、质量要求高。

2施工现场环境情况

项目地处南部沿海，该地区受到热带海洋气候的影响，在每年12月至次年6月降雨量充沛。同时本工程施工段Sta.25+500～Sta.28+100 段处地势较为低洼，其地表常年有大量积水，经过勘查后数据资料显示，该段其淤泥质软土地层深度约4～7m，淤泥质土含水量较大，压缩变形量较大，该段路基受压后排水固结时间周期是影响本工程最大地质因素。所以对路基处理是工程的重点。

3路基处理技术的应用

3.1本工程路基处理技术比选

经过研究分析，目前国内软土地基处理方法主要包括竖向排水体、粒料桩、加固土桩、CFG桩、抛石挤淤处理工艺等。根据本工程所在地区经济条件和交通条件，系统考虑了当地的地址地貌，相对于国内，东帝汶基础设施落后，因为道路匮乏，导致施工所需的物资运输非常困难；如果选用国内钢材、水泥等供应均需进口且价格昂贵。同时竖向排水体、粒料桩等施工均需使用大型成桩设备，需要消耗大量水泥等建筑材料，因原地基承载力较弱，无法直接搭建施工作业平台和施工便道，施工工艺复杂，施工难度较大、工程造价极高，已超出业主预算。经过分析对比，认为采用抛石挤淤进行地基处理最为合适，因为通过对沿线路方向全断面向前进行滚填，就可以推进施工，虽然工期会有所延长，但是能够很好的保证施工质量和材料利用率，同时还能够大量节约施工成本，在施工期间不需要修建施工便道，同时该施工工艺相对于其他施工方法更为简单，且施工难度低，同时在当地鹅卵石资源极为丰富，可就地取材，因此采用鹅卵石换填路基处理方案最为东帝汶苏艾高速公路的路基处理方案。

3.2路基的处理范围

本工程按照监理工程师批复的抛石挤淤施工方案进行了施工，为确保路基边缘原地面能够充分压实，经过路基的受力分析测算，在原地表处理范围在路基设计坡脚的基础上，每侧再向外延伸5m就能保证路基的稳定。在处理深度上，经过应力计算，需要至少达到1.0~2.4 m的深度才能满足后续道路营运要求。

3.3路基的处理要求

本工程用于抛石挤淤的鹅卵石需经过筛选后方可使用，在进行鹅卵石选材时要严格控制鹅卵石的尺寸，填筑前先采用人工、机械配合方式移除沼泽区表层植被根系，然后抛填石料。分层摊铺压实，压实质量控制标准需满足设计及相关规范要求。满足道路使用时的受力要求。

3.4路基处理的施工组织

按照整个工程的工期安排，分析道路走向和沼泽地区现状，计划抛石挤淤从Sta.28+100侧开始，并逐步向小里程推进，施工设备分别配置挖掘机、装载机、推土机、自卸车等施工机械，选取经验丰富的机械操作手及现场管理人员负责现场施工作业，人员通过培训合格后上岗，并将施工作业区域进行分区，将软基区域划分为滚填区段、碾压区段、路基填筑区段、沉降观测区段。

3.5路基处理的施工工艺

(1)施工测量作业，在施工现场按照抛石挤淤段的路基设计标高，通过完成面高程计算出鹅卵石滚填的宽度，同时完成现场施工放样工作。

(2)在进行鹅卵石滚填作业时，先用自卸汽车将石料运输至软基边缘，然后用挖掘机进行鹅卵石的抛投，直到观察石料不再出现下沉，再使用推土机将小粒径鹅卵石推平，同时利用推土机来回走动来使石料基本稳定，然后在进行石料的抛填，在用推土机推平，作业人员按照上述步骤循环进行，直到滚填作业全部结束为止。

(3)现场的滚填作业面展开后，进行路基的碾压作业，采用26t振动式压路机在碾压区段内进行反复碾压，直到碾压区域无明显轮印为止，如果在路基碾压过程中局部出现较大下沉，说明路基处理未达到标准，下沉部位需要再次抛填鹅卵石，然后地面找平后继续用压路机碾压，直到整个区域内无明显轮迹后再停止碾压。

(4)对路基的沉降观测和位移观测，当路基抛石挤淤作业和碾压作业分区段同时进行时，需要对填筑过程中的路基地面每隔300m埋设一组沉降观测桩，进行路基的沉降观测，并在路基两侧埋设位移观测桩，观测路基土体是否存在水平位移。

(5)经过上面作业当路基高度达到设计要求后，仍需继续填筑0.6m～1.0m路基填料，此部分填料作为堆载预压的荷载。

(6)整个路基填筑过程中及填筑施工结束后，要对路基进行沉降观测，需要在之后的6个月内持续进行路基变形监测，做好相关的沉降观测记录，并对沉降观测结果进行分析，并预测工后沉降情况，通过沉降观测结果来判定软基稳定性是否满足设计及规范要求。同时也要对后续道路的受力情况开展相关分析研究。

3.2路基受力分析

通过对路基受力分析，指导路基处理的成果检核，检验路基稳定性是否到达设计要求，是否满足道路的使用要求，在路基施工作业中，由于路基同时受到车辆荷载及路基和路面的自重作用，致使路基的不同深度受力情况不同，对不同深度H范围内的应力情况进行计算，按下式计算可得出路基履行应力:

δ₁= K X P/ H² (1)

式(1)中: δ₁为路基上部行车造成的由于车辆荷载引起的应力；K为应力系数；P为车辆荷载，单位KN；H为荷载下的垂直深度，单位m。

δ₂=y X H (2)

式(2)中: δ₂为由于路基自重引起的应力；y为路基土体的容重，单位kN/m³；H为荷载下的垂直深度，单位m。

经过上述公式，可以得出在路基深度H中任一点受到的竖向压应力：δ_H=δ₁+δ₂

3.3 路基工作区

为保证路基在后续道路使用过程中的稳定性，处理后的路基需保证在收到对应深度应力极限值时不会发生变形，故由上述应力计算公式可以看出，车辆荷载产生的垂直应力δ₁随深度的增加而减小，自重应力δ₂则随深度的增加而增大，因此，车轮荷载在土基中产生的应力δ₁与土基自重应力δ₂之比δ₁/δ₂亦随之急剧变小。把车辆荷载在土基中产生应力作用的这一深度范围叫路基工作区。最大载重汽车的单轴荷载对路基的最大影响深度为2.4 m，对路基的最小影响深度为1.0 m，因此，路基工作区一般为1.0~2.4 m，这也是沼泽地的有效处理深度。

4结语

通过该工程路基处理的实践证明，采用块石换填处理沼泽地路基是一种非常有效的处理技术。这种路基处理方式具有经济合理、简单易行、安全可靠的特点。

参考文献

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