港区道路地基及路基处理方式分析范文

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摘要：随着港区的开发建设，场区及道路在使用过程中暴露出许多问题，给现有场区及道路使用带来非常大的安全隐患，需要相应的工程对策加以解决。由于港区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质条件，因此，在设计中应综合考虑各方面因素分析地基及路基的处理方式。文章以天津港北疆港区道路为工程实例，首先对深层地基处理方案进行分析，重点研究滩涂区域和纳渣坑区域的地基处理方式，再以具体道路为例研究浅层路基处理方案，然后根据上述研究内容对特殊路基处理区域进行划分，建立设计方案，以期为此类工程设计提供参考。

关键字：港区道路；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门户，是我国北方重要的对外贸易口岸，为中国陆域距离欧洲和中西亚最近的港口，是连接东北亚与中西亚的纽带，是京津及华北地区国民经济和外向型经济发展的重要依托，是我国南北物资交流的重要枢纽、中西部地区内引外联的窗口及其对外交通的重要口岸，是天津城市经济发展和滨海新区开发建设的主要龙头产业之一[1-2]。在道路工程中，地基指的是承受构筑物或建筑物的基础荷载的土体或岩体[3-4]，路基是道路路面的基础，承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车载荷，是整个公路构造的重要组成部分[5-6]。国内外关于地基方面的研究主要集中于地基在荷载作用下因膨胀收缩、压缩、冻胀、湿陷等原因产生的变形等，关于路基主要集中于坚固性、稳定性和耐久性等方面的研究，针对特殊地质条件的港区道路地基及路基等方面的研究较少。港区道路因其独特的地理位置以及地质条件，地基与路基的处理不同于一般城市道路[7-8]，因此，研究港区道路地基及路基处理方式可以为此类工程设计提供参考。天津港北疆港区具有典型的滨海地区海、陆相互沉积软土的特殊地质条件，本文以地质条件较为特殊的北港路（海铁大道—新港六号路）、北港西路（吉运四道—现状路）、吉运四道（北港西路—北港路）和新港七号路（跃进路—北港路）为工程实例，介绍港区道路地基及路基处理方式。

2现状评价及建设条件

北疆港区大部分用地为汽车物流园区及集装箱堆场，工程道路沿线区域主要有汽车及集装箱堆场、纳渣坑、碱渣山、滩涂和建筑垃圾堆场等。

2.1北港路

北港路（海铁大道—新港六号路）路段沿线主要有碱渣山及现状道路。碱渣山碱渣厚度较深，目前碱渣山上的碱渣正在移挖做填进行搬迁，废渣将移运至纳渣坑中。吉运一道以北约100m为现状路，吉运一道以南路段为现状已实施沥青路面，双向六车道，路面状况良好，市政管线配套齐全。

2.2北港西路

北港西路，海铁大道至排水明渠约900m为已实施沥青路面，路面宽度约31.5m，路面状况良好，市政管线配套齐全。泰达明渠横跨吉运五道与北港西路，主要用于开发区泵站雨水的排出，明渠宽约60m。

2.3吉运四道

吉运四道，北港西路以西为已实施沥青路面，路面宽度24m，双向六车道，路面状况良好，市政管线配套齐全。

2.4新港七号路

新港七号路，跃进路以东约300m为已实施沥青路面，路面状况良好，市政管线配套齐全。

3工程方案设计

3.1深层地基处理方案

3.1.1北港路滩涂区域具体方案如下：首先在原泥面（平均标高约+5.4m）铺筑两层荆笆+一层土工布，接下来在加固区四周建设吹砂子埝，吹填砂性土至标高+6.0m，铺设0.4m中粗砂，打设塑料排水板，正方形布置，间距0.9m，塑料排水板底标高平均约-9.0m，铺设滤管，铺设一层编织布+两层真空膜，进行真空预压，要求真空度为85kPa，固结度按85%控制，总预压时间约为120d。部分区域（面积约为1100m2）采用换填山皮土方案。具体作法：排除场地内河道积水，进行山皮土换填压实处理，山皮土顶标高为+5.4m，换填厚度不小于2m。换填效果不低于真空预压处理区效果。

3.1.2北港路纳渣坑区域首先在碱渣表面铺设两层竹笆+两层土工布，回填素土500mm（部分区域无此层），铺设40cm中粗砂垫层。打设塑料排水板，排水板间距0.9m，正方形布置，塑料排水板底标高-14.0m；堆载碱渣制土，堆载时间约120d，卸载控制标准为连续5d沉降速率不大于2.5mm/d和实测沉降曲线，推算的固结度不小于85%。卸载后清理多余碱渣，并碾压整平。

3.1.3北港西路北港西路路基处理范围总长度约428m（BK0+012~BK0+440），存在水塘、泰达明渠、纳渣坑及其围埝位于东侧、西侧紧邻堆场，场地现状十分复杂，道路红线范围内还存在临时水闸、临时混凝土基础等设施，下部场地土均为淤泥质土、淤泥等软弱土层，按照规划，泰达明渠暗涵于吉运五道路口处下穿通过北港西路。北港西路修筑起点与已建成的吉运四道连接，重点处与已建成的北港西路连接。地基处理拟采用水泥旋喷桩处理工艺，以消除道路不均匀沉降。由于场地内地形起伏较大，现状水塘范围，地基处理前需首先进行场地既有设施清理、排水、素土回填（回填标高至+4.9m）、整平压实，回填素土充分利用场地内现有素土，不足部分采用外购解决，压实系数不小于90%，达到水泥旋喷桩处理条件后进行地基处理施工。

3.2浅层路基处理方案

路基设计本着“安全、经济”的原则，应根据路基填土高度和不同地质情况，因地制宜进行路基设计，尽量减少工程对沿线环境及自然景观造成的破坏。考虑到天津港北疆港区交通量很大，且主要以货车为主，因此路基处理必须加强，回弹模量要达到重载交通的要求。本工程北港路北段采用深层加固处理工艺，考虑到道路的结构层厚度及结构层以下填料压实要求等因素，地基处理交工标高预估为+5.5m。北港路、北港西路、吉运四道和新港七号路主要包括纳渣坑区域、碱渣山区域、滩涂区域、水塘区域，接下来将对不同区域的路基处理方式进行介绍。

3.2.1纳渣坑区域对于路床顶面以下采用60cm碱渣素土（30%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm级配碎石+80cm碱渣二灰土（45%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部碱渣深层处理，采用堆载预压工艺（具体见地基处理工程部分）。

3.2.2碱渣山区域对于路床顶面以下采用60cm碱渣素土（30%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm级配碎石+80cm碱渣二灰土（45%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部碱渣浅层处理，采用60cm碱渣处理土（65%碱渣、10%石灰、25%粉煤灰）换填。

3.2.3滩涂区域对于路床顶面以下采用60cm碱渣素土（30%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm级配碎石+80cm碱渣二灰土（45%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部滩涂采用山皮土换填。

3.2.4水塘区域对于路床顶面以下采用60cm碱渣素土（30%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、42%素土）+40cm级配碎石+80cm碱渣二灰土（45%碱渣、8%石灰、20%粉煤灰、27%素土）。下部采用山皮土回换填，首先将水塘积水排净，再将水塘边坡处淤泥清除后采用山皮土挤淤换填。路基开挖后道路两侧绿化回填范围采用碱渣制工程土，碱渣∶粉煤灰=1∶0.3。换填山皮土部位：山皮土应采用较纯净的中风化强度以上的混合开山石料，开山碎石最大粒径不超过20cm（路床顶面至以下80cm范围内最大粒径不超过10cm），粒径大于1cm小于20cm的颗粒应超过石料总量的70%，并应级配良好，不得采用同一粒径的石料。山皮土的含土量不得大于30%。

3.3特殊路基处理方案

3.3.1地质条件简述根据测量及勘察成果揭示，工程道路沿线不良地质区域主要包括现状泰达明渠河道及河床、纳渣坑、国际物流明渠调蓄池及吹填成陆堆土区。对于纳渣坑区域，土层以碱渣、淤泥质粘土、粉质粘土及粉土为主；对于其他区域以淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土及粉土为主。

3.3.2特殊路基处理区域划分将沿线不良地质区域特殊路基处理划分见表1。

3.3.3特殊路基处理设计方案①特殊路基处理方式Ⅰ（现状泰达明渠管涵基础、北港西路设计箱涵基础）。此区域为现状泰达明渠河道及国际物流明渠调蓄池。打坝导流后，清除现状淤泥及原状土至桩顶标高（可由涵底高推导），然后施打高压旋喷桩以提高该区域地基承载力，减少沉降，高压旋喷桩桩长为14m，桩径0.6m，桩距1.6m，采用正三角形布置；桩顶以上铺设40cm（箱涵底为60cm）碎石褥垫层，以上施做涵洞基础及涵身，涵洞完成后，当涵洞砌体砂浆或混凝土强度达到其设计强度的80%时，方可进行对称分层回填碎石至涵顶以上40cm，其上分层回填10%石灰土至路床顶面，严格控制涵洞两侧及顶部回填质量，确保压实度满足设计要求。涵身两侧回填碎石应分层对称压实，填料压实度应≥96%（重型击实标准）。涵洞顶上通过筑路机械所需最小填土厚度0.5m～1.0m（根据筑路机械重量掌握），覆土不足时采用反开槽施工或设置土拱等措施处理。泰达明渠河床以内路基边坡采用M7.5浆砌片石进行防护。②特殊路基处理方式Ⅱ（北港路设计箱涵基础）。此区域为纳渣坑，箱涵施工须在堆载预压深层处理之后进行。将现状处理过的碱渣开挖至箱涵碎石垫层底面，并采用1m山皮土进行换填，换填后地基承载力须大于120kPa，否则需加大换填厚度。由下向上依次施做碎石垫层、C20混凝土垫层及6-3×2.5的箱涵。箱涵两侧及上部回填同处理方式Ⅰ。③特殊路基处理方式Ⅲ（现状泰达明渠河床）。清除淤泥滩淤泥至原状土，在原状土顶面施打高压旋喷桩以提高该区域地基承载力，减少沉降，高压旋喷桩桩长为12m、桩径0.6m、桩距1.6m，采用正三角形布置；桩顶以上铺设40cm碎石褥垫层，碎石中部铺设一层钢塑土工格栅，同时在碎石两端进行回裹；褥垫层上部分层回填5%石灰土至路床顶面以下80cm，其上分层回填80cm、10%石灰土至路床顶面。为给两侧雨水管地基提高承载力，北港西路高压旋喷桩向红线方向超打，最外侧一排桩距离侧石线应大于4.5m。为减少不均匀沉降，与处理方式Ⅳ即河堤区域之间搭设钢塑土工格栅。路基边坡采用M7.5浆砌片石进行防护。④特殊路基处理方式Ⅳ（现状泰达明渠河堤）。勘察钻孔揭示河堤下浅部土层良好，主要分布为软塑粉质粘土、杂填土（主要为碎石）、素填土（可塑含砖渣）、中密细砂层，为充分利用浅部硬壳层，处理方案如下：将现状河堤开挖至路床顶面以下1.8m左右，即杂填土层顶面，其上填筑1m山皮土承托层，往上分层回填80cm、10%石灰土至路床顶面。为减少不均匀沉降，与处理方式Ⅲ即河床区域之间搭设钢塑土工格栅。⑤特殊路基处理方式Ⅴ（纳渣坑）。深层碱渣排水固结后，反开槽至路床顶面以下2.8m的位置，其上分层回填压实100cm山皮土+80cm碱渣二灰土+40cm级配碎石+60cm碱渣素土，碱渣二灰土、级配碎石及碱渣素土底面采用钢塑土工格栅进行包裹。⑥特殊路基处理方式Ⅵ（调蓄池水塘）。此部分区域淤泥顶标高为2.4m左右，勘察成果揭示下卧土层为淤泥土、淤泥质黏土及粉质粘土。为减少本区域与现状北港西路及吉运四道的沉降差，采用处理方案为：铲除水塘内相邻的土埂，清除道路范围内水塘的淤泥，其上分层回填压实素土至路床顶面以下80cm；在素土顶面施打高压旋喷桩，桩长12m、桩径0.6m、桩距1.6m，正三角形布置，旋喷桩长需超打高出素土顶面，剔除顶面软弱桩头后，其上铺设40cm碎石褥垫层，碎石中部铺设一层钢塑土工格栅同时在碎石两端进行回裹，碎石层顶部回填40cm、10%石灰土至路床顶面。为给两侧雨水管地基提高承载力，高压旋喷桩向红线方向超打，最外侧一排桩距离侧石线应大于4.5m。⑦特殊路基处理方式Ⅵ（吹填成陆堆土区）。清除现状堆土，开挖原地面至路床以下80cm，在此层位施打高压旋喷桩，桩长12m、桩径0.6m、桩距1.6m，正三角形布置，旋喷桩长需超打高出素土顶面，剔除顶面软弱桩头后，其上铺设40cm碎石褥垫层，碎石中部铺设一层钢塑土工格栅同时在碎石两端进行回裹，碎石层顶部回填40cm、10%石灰土至路床顶面。为给两侧雨水管地基提高承载力，高压旋喷桩向红线方向超打，最外侧一排桩距离侧石线应大于4.5m。

4结语

本文以天津港北疆港区道路为工程实例，首先对深层地基处理方案进行分析，接下来对不同区域的路基处理方式进行介绍，以此为基础，提出7种特殊路基处理方案。研究可知，不同地质条件，地基和路基的处理方式存在明显差异，针对港区道路独特的地理位置及道路特性，有必要对其道路设计进行深入研究，本文所提出的地基及路基处理方案可以为港区道路工程设计提供参考。

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作者：罗瑞琪 刘岩 单位：中国市政工程华北设计研究总院有限公司