延安新区北区“削山填沟”道路路基的处理方法

付红豆 张卫艳

【摘 要】以延安新区北区道路路基为研究对象，分析总结在“削山填沟”的特殊工程情况下，最为经济有效的路基处理方法。

【关键词】高填方；湿陷性黄土；强夯；灰土挤密桩

1.工程概况

从2012年4月份开始，一场轰轰烈烈的“造城运动”正在延安市以超常规的方式进行。根据正在实施的“中疏外扩、上山建城”发展战略，延安市将通过“削山、填沟、造地、建城”，将用10年时间，最终将整理出78.5平方公里的新区建设面积，在城市周边的沟壑地带建造一个两倍于目前城区的新城。

工程建设区域通过“削山填沟”而来，历数目前国内湿陷性黄土地区最大的岩土工程，最大填方高度达120米，整个场区填方区与挖方区面积均等，且具有自重湿陷性。填方区与挖方区呈现“齿牙交错”的无规则带型分布。工程设计难度较大，道路工程的技术关键点是路基处理问题，包括挖方区、填方区和填挖交界区的处理。湿陷性黄土地区“削山造地”的填方区会遇到黄土沉降这个技术难题，在填挖交界处，因路基跨越两种不同性质的土层，易引起道路开裂。

2.路基处理方法

目前，针对湿陷性黄土常用的处理方法有换土垫层法、强夯法、灰土挤密桩法、预浸水或桩基础，对于湿陷性黄土厚度比较大，采用浅层处理不能满足要求时，比较常用的处理办法有强夯法和灰土挤密桩法，这两种方法在处理湿陷性上各有优势。

（1）挖方区

道路沿线分布的黄土层具Ⅰ-Ⅲ级自重湿陷性，土层自身产生自重应力和荷载作用下产生的附加应力（即基础底面按触压应力），从而产生不均匀沉降。显然地基土满足不了路基承载力和路基变形的要求，天然路基方案不成立。挖方路基采用浅层换填或掺灰处理即可。本工程在机动车道路床顶面以下80cm、非机动车道路床顶面以下50cm进行掺灰6%处理。

（2）填方区

拟建道路沿线场地分布有大量的填土层，其特点是填方面积大、厚度大、方量大。在场地整平过程中，素填土层已经过碾压、振动碾压、强夯等机械夯实的压实。但是填土的压实作用也不尽相同，从标准贯入测试反映出不同地段的压实作用有强有弱，即是在同一孔中的不同深度段也体现出类似情况，填土层难以控制不均匀沉降。所以从地层整体来考虑，需进行进一步路基处理。

强夯法对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，针对延安新区面积大、土层厚的填方区，强夯法是最经济有效的路基处理方法。故对填方路基（填高>5m）采用重锤强夯处理，并在机动车道路床顶面以下80cm、非机动车道路床顶面以下50cm进行掺灰6%处理。填方路基（填高≤5m）进行道路压实和灰土换填即可。

要达到设计要求的有效加固深度，必须大幅度提高单击夯击能。从降低工程费用来分析，选择台班费用较低的施工机械是降低施工费用的主要环节。从我国强夯施工现状出发，选用单击夯击能不超过3000 kN·m是最经济的。

针对延安新区的路基处理，强夯的点夯夯击能为3000kN·m，呈梅花形布置，间距为4m；满夯夯击能为1000kN·m，满夯印锤搭接长度为锤径的1/4。强夯后要求路基复合地基承载力应大于180KPa。局部有建筑物或地下结构时可用冲击式碾压代替强夯法。

（3）填挖交界区

填挖交界区地层变化大，路基土均匀性较差，路基及管线跨越两种不同性质的土层，易引起道路及管线开裂。

灰土挤密桩与其他地基处理方法比较，具有如下主要特征：

①灰土挤密桩是横向挤密，但同样可以达到所要求的加密处理后的最大干重度的指标要求；

②与土垫层相比，无需开挖回填，因而节约了开挖和回填土方的工作量；

③由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12m～15m。

与强夯法相比较，挤密法对现状的扰动更小，处理深度更深，效果更彻底，且根据填挖交界区的不同位置，可灵活设置桩长，针对性更好。

一般填挖路段（填挖高≤5m）填挖交界处的处理方式为：自然地面横坡陡于1：5时，原地面应挖台阶，台阶宽2米，高1米，且每级台阶设2%横向坡度。高填挖路段（填挖高>5m）填挖交界处的处理方式为：填挖交界处地基采用灰土挤密桩法进行加固处理。道路横向上，处理范围为红线外5m。道路纵向上，处理范围为25m范围内的填方区和15m挖方区，先采用12%灰土挤密桩进行加固，桩径40cm，桩心距110cm，等边三角形布置，桩长按照6～10米设置，桩体施工完成后在桩顶铺设50cm厚2：8灰土，在灰土顶面和中部各铺设一层钢塑格栅。

3.结语

针对湿陷性黄土地区三种不同形式的路基，挖方、高填方和填挖交界区，针对其各自的工程特点，本文提出了经济有效的路基处理方法，挖方区采用浅层换填，高填方区采用强夯处理，填挖交界区采用灰土挤密桩法。本路基处理方法在延安新区北区实施后，通过荷载试验进行沉降观测，路基整体性功能良好，工程效果良好，值得类似项目进行应用和推广。

参考文献：

[1]《挤密桩法处理地基技术规程》（DBJ 61-2-2006）.

[2]张晓霞.强夯法与灰土挤密桩法的设计与适用性比较.山西建筑，2010，36（31）：107～108.