杂填土路基处理方案的对比分析

赵 蕊 花

(山西省太原南郊公路管理段,山西 太原 030032)

在公路路基施工中，经常遇见杂填土路段，通过多种方案对路基进行处理，在造价、工期、质量等方面取到很好的效果。

1 工程地质情况

通过地勘资料及现场实际情况得知，地基土自上而下可分为4层，依层序分述如下：

第①层：人工填土，根据岩土成分及力学性质不同分为两个亚层。

第①1层：杂填土，杂色，含砖块、白灰等建筑垃圾及煤渣等生活垃圾，少量碎石、煤屑等，以粉土、粉质粘土填充，结构松散，压缩性高，均匀性差，层厚6.80 m～10.50 m，层底埋深6.80 m～10.50 m。

第①2层：素填土，黄色，岩性以粉土、粉质粘土为主，含植物根系、少量石屑、煤屑等，结构松散，压缩性高，均匀性差，层厚0.30 m～0.50 m，层底埋深0.30 m～0.50 m。

第②层：湿陷性粉土，褐黄色，含云母、氧化物、钙质菌丝等，稍湿，稍密，具大孔隙，具轻微中等湿陷性，压缩系数为0.267～0.545，具中、高压缩性，层厚度介于3.20 m～6.10 m之间，层底埋深介于3.50 m～6.50 m之间。

第③层：湿陷性粉质粘土，褐黄色，含云母、氧化物、钙质菌丝、钙质结核等，可塑、坚硬状态，具大孔隙，具轻微、中等湿陷性，稍有光泽，干强度及韧性中等，具中等压缩性，层厚度介于4.50 m～14.70 m之间，层底埋深介于12.50 m～19.50 m。

第④层：粉质粘土，褐红～褐黄色，含云母、氧化铝、氧化铁、钙质结核等，硬塑、坚硬状态，稍有光泽，干强度及韧性中等，具中等压缩性，勘察勘探点均未揭穿该层，最大揭露厚度7.50 m，最大揭露深度25.00 m。

2 方案选择

采取如下3种方案对上述路段进行处理。素土换填、素土换填配合注浆加固、强夯加固地基。

方案一：换填素土。

建筑垃圾含量较多，生活垃圾较少，深度为3 m～4 m的路段，拟定路基处理方案如下：

对路基深度3.5 m范围内进行处理，3.5 m以下为建筑垃圾，以上部分建筑、生活垃圾全部挖除，挖至3.5 m底标高后，采用重型压路机进行碾压，检测地基承载力，符合要求后，分层回填素土，碾压，检测合格进行下一层，按设计要求进行结构层的施工。

方案二：强夯法。

通过地质勘查资料及现场开挖情况，路段内都是建筑垃圾，无生活垃圾，采用强夯的方法，具体方案如下：

强夯夯击能选用5 000 kN/m，共分四次夯击，呈梅花形布置，第一次、第二次间距2 m，每遍15击，夯击能量为5 000 kN/m，夯印相互搭接1/4，最后两击夯沉量不大于100 mm，当发生地面隆起或起夯困难时，应停止夯击；第三次间距3 m，每遍10击，夯击能量为2 000 kN/m，最后两击夯沉量不大于80 mm；第四次间距5 m，每遍15击，夯击能量为2 000 kN/m，直至满足设计要求。

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方案三：换填加注浆。

考虑到建筑、生活垃圾较多，3.5 m以下仍存在生活垃圾，采用换填法与水泥注浆法相结合的方法，纵、横间距1.5 m，呈梅花状布置，宽出路基填筑范围各1 m，根据实际路基填筑深度现场作适当调整，浆液注入率宜为15%，水灰比0.8∶1，深度为6 m，注浆点上覆土层厚度应大于2 m。

采用间歇式注浆法，注浆以3次为一个循环，路基注浆量大约150 kg/m，注浆采用隔一注一的顺序，第一孔达到一定压力，再注第三孔，并及时用清水冲洗1孔钢花管，依此类推，重复循环灌注每次循环的间隔时间不得超过初凝时间(约45 min～60 min)，直至达到终灌标准，注浆压力宜为1.0 MPa～7.0 MPa。

各注浆孔完成后，达到设计强度，对路基表面进行清理，路面以下2 m范围内回填素土，分层碾压至路基设计标高。

3 试验检测

3.1 方案一换填素土的检测项目

建筑垃圾由于自身重量的积压及多年的沉降，具有一定的稳定性，在开挖至3.5 m以下时，应采用重型压路机碾压后，需用静载试验的方法，确定地基承载力，满足设计要求，可进行路基素土的回填，如达不到设计要求，需进行其他方案的选择。

3.2 方案二强夯法的检测项目

在施工过程中，根据夯击次数，对地面比对进行地面变形和夯沉量的监测，满足方案中确定的夯沉量的要求。

夯击完成后，要对现场进行静载试验、动力触探及标准贯入试验、瑞利波试验，以及室内土工试验。

3.3 方案三换填加注浆的检测项目

施工过程中，对注浆量进行控制，并现场记录施工情况；注浆完成后，进行静载试验，确定地基承载力；素土的回填按路基填筑的检测方法进行检测。

4 方案对比分析

4.1 工期的对比分析

方案一：主要的工序包括，垃圾外运及土方回填，比较简单，工期较短，但受制约于土方作业队伍和外界环保、交警、路政等单位，影响因素较多。

方案二：需对2 m范围内的生活垃圾进行清运后，方可进行钻孔、埋管、注浆等一系列的工序，同时，需回填素土达到设计标高，工序繁琐，要求较高，工期长，造价高。

方案三：采用强夯工艺会减少土方的外运，可连续24 h不间断的作业(在野外作业，附近无居民点)，工期最短。

4.2 安全、环保因素对比分析

方案一：开挖深度在3.5 m以上，超过3 m，属于较大的分部分项工程，需要编制专项方案，如开挖线紧邻建筑物，大开挖放坡涉及面大，容易给周边建筑物带来安全隐患；同时，在目前环保日趋严峻的形势下，垃圾外运，土方回填，往往对社会环境造成一定的影响。

方案二：采用强夯法可以省去大量的土方外运，可以有效防止扬尘对大自然的危害，当周边建筑较近时，应慎重考虑使用；当离居民区较近时，夜晚应停止作业。

方案三：垃圾外运及回填的因素与方案一类似，注浆的可以24 h作业，噪声小，对周边影响较小，但水泥浆液不能乱排，污染周边农田。

4.3 质量因素分析

方案一：采用换填的施工方法，处理深度3.5 m，在较短时间内进行高填方施工，完工后沉降无法避免，临近雨季，路基中进行土方作业，会对回填质量造成隐患，过程质量较易控制，造价低。

方案二：强夯的处理深度4 m左右，施工过程简单，但检测比较复杂，造价低。

方案三：处理深度达到8 m，能有效的对路基的特殊段落进行处理，注浆工艺是目前常用的处理地基下沉的方法，质量较易控制，处理效果好，但造价较高。

5 结语

通过对三种方案的比对分析，各有优缺点，通过地勘报告及现场实际情况，择优选择，做到质量、造价、工期、安全等的有效统一，真正发挥各自的特点，服务于工程一线。