城市道路中人工填土路基处理的设计与实践

摘要：人工填土具有强度较低、压缩性较高和较松散等特性，因此在人工填土路基上修建道路时，必须重视路基的变形和稳定问题。在不良人工填土路基上修筑的道路往往会出现路基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行路基处理。处理的目的是要提高路基的强度，保证路基的稳定，降低人工填土的压缩性，减少路基的沉降和不均匀沉降。本文结合南宁市竹排冲环境综合整治工程怡宾路人工填土处理的工程实践，对用换填加筋碎石垫层法处理人工填土路基的方法作一些探索。

关键词：城市道路；路基；处理

中图分类号： TU997 文献标识码： A

1弱质路基的种类及常见的处理方法 

弱质路基的种类很多，按成因一般可分为人工填土类路基；松散岩土地基；岩溶地基；多年冻土地基；湿陷性黄土地基；软土地基；膨胀土地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性，它们的共同特点是承载力低、压缩性高。在城市道路设计和施工中，遇见较多的是人工填土类路基、软土地基和膨胀土地基。目前对厚度较大的弱质路基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理，对含水量和孔隙比较大的软弱路基一般采用砂桩、石灰桩，化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到道路的设计是否安全和节约。

人工填土类路基中，堆积年限较长的素填土、冲填土、建筑废料和性能稳定的工业废料的均匀性和密实度好时，可作为不做补强自然路基。对于有机质含量较多的生活垃圾和对路基材料有侵蚀性作用的工业废料等杂填土，未经处理不宜作自然路基。实际中，遇见的人工填土类路基通常属于第二类。对于人工填土类路基的处理，工程实践中有不少方法，本文仅就换填加筋碎石垫层法做了探索。

2工程实例

受南宁市投资开发公司委托，我院承担了竹排冲环境综合整治工程中道路工程子项的设计。现以怡宾路为例，详细阐述一下换填加筋碎石垫层处理软基（人工填土）的设计与实践。

2.1工程概况

怡宾路起点与金浦路相交，终与厢竹大道，中间与悦宾路交接，全长633.545米。道路红线宽度20米。

2.2技术标准

道路等级：城市支路

计算行车速度：30km/h

路面设计标准轴载：100KN

路幅宽度：4米（人行道）+12米（混合车道）+4米（人行道）=20米

道路横断面型式：一幅路

路面结构的设计使用年限：20年(水泥砼路面)

道路交通量达到饱和状态时的设计年限：15年

2.3不良地质情况及处理方法

路线在K0+500～K0+633.545段（与厢竹大道交叉口）所经过区域存在深度较大（7～9米）的不良人工填土层。而在此路段，道路两侧建筑物与道路边线非常接近，周边建筑物密集，施工作业面小。

平面如图一所示，纵断面图如图二所示。

（图一）

（图二）

经对土层勘察，查明原始地面起伏情况，地质与水文地质条件，地下水对填土的影响；查明填土的分布范围、界限、厚度、填土的来源，堆积年限和堆积方法，填土的矿物成分、颗粒性质、均匀性、压缩性等。勘察中发现：填土层呈灰黄、黄色，饱和，松散状态， 高压缩性。成份以亚粘土为主，混30~50％砾石，砾石粒径约0.2~3.0厘米，呈亚圆状，轻便动力触探试验锤击数平均值为30.0击/30cm，回填时间约6--7年。这意味着施工过程中、施工后道路可能发生沉降，从而对道路的使用寿命带来严重危害。道路的基层如用颗粒状的填料，会下沉到底基土中。土体的垂直或水平的移动能导致路基层车撤的形成。

对于有7、8米甚至更深的土层，若按常规的全部换填的方法这样处理，一是挖除填土层时没有足够的位置放坡，二是施工时会影响周围居民的生活，三是放坡会危及到两侧建筑物的安全。

但是，与旧路交接处的人工填土层均为修建道路时留下的，经过长时间固结沉降，已经相对稳定，其承载力也比同类型的土要稍高。对于有7、8米甚至更深的土层，是不需要全部换填处理。

对此，我们没有采用全部挖除和换填的方法处理，而是采用了局部换填、加铺碎石垫层和土工格栅的处理方法。之所以采用土工格栅，是因为它是一种加筋材料，具有加筋、隔离、防护、防渗、过滤和排水六种基本功能。将土工格栅用于处理不良土路基，是通过格栅将上部填料的垂直变形向水平方向扩散，使其上部填料的抗剪变形能力得以充分发挥，从而使不良土路基表面的承载力大大增加，表面压强相应减小，以达到提高其承载力的目的。同时由于格栅纵横相连，能防止填料的局部下陷，最大程度地减小路基的不均匀沉降。我们采用清除4m厚软土层后，依次回填片石、级配碎石、砂垫层，并加铺两层钢塑复合格栅（处理方法详见下图）。

（图三）

2.4施工时的注意事项

1、回填砂垫层。要求在最佳含水量时，用震动压路机分层震动密实，每层压实的厚度不宜超过15～18cm，压实度不小于93％。施工中应做好路基排水工作，施工时，基坑内严禁积水。回填片石后应用碎石填隙，碾压密实后铺砌碎石层。

2、回填硬土。要求用震动压路机分层震动密实，每层压实的厚度不宜小于30cm，压实度不小于90％。

3、本工程按CGGS100-80异型钢塑复合格栅有关指标设计，每延米格栅要求拉伸屈服力如下：横断面方向≥100KN/m，另一方向≥80KN/m；屈服伸长率≤3%。

4、2层格栅范围内的填料要求：内摩擦角不小于30度，塑性指数不大于20，不得掺夹坚硬、尖锐的石块，以免损坏土工格栅。

5、格栅的铺设要求：在平整压实的场地上，安装铺设的土工格栅其主要受力方向（纵向）应垂直于道路轴线方向，铺设要平整，无皱折，尽量张紧。相邻两幅土工格栅搭接不小于30厘米，沿道路纵向每隔1米用高强尼龙绳绑接，并用U型钉固定在土层上。土工格栅的层与层之间应错缝。大面积铺设后，要整体调整其平直度。当填盖一层土后，未碾压前，应再次用人工或张拉机具张紧格栅，力度要均匀，使格栅在土中为绷直受力状态。

6、填料的摊铺和压实：土工格栅铺设定位后，应及时填土覆盖，时间不得超过48小时，亦可采取边铺边回填的流水作业法。先在两边摊铺填料，将格栅固定，再向中部推进。碾压的顺序是先两侧后中间。土工格栅与施工机械轮子之间的最小厚度为15厘米，为防止受到施工车辆的损坏，未压实的加筋体不得让车辆在上面行驶。压实度必须达到95%，这是加筋土工程成败的关键。

7、在挖方换土过程中，路基两侧将形成坡度不一的边坡，因填土呈松散状态，易崩塌而引起边坡失稳，施工时应采取放坡或砂袋堆砌等措施解决，以保征邻近建筑物及施工的安全。

3. 换填加筋碎石垫层法处理技术的优点

在城市道路的设计、施工中，新路与旧路交接处的人工填土层较厚，这已经是一个比较常见的问题。换填加筋碎石垫层法处理城市道路中的人工填土技术的优点如下：

3.1地基承载力提高幅度大。

3.2压实效果好。

采用换填加筋碎石垫层法后，由于有土工格栅的约束作用，填料易于压实，表面平整，压路机轮迹不明显。未采用土工格栅路段，表面波浪起伏，压路机轮迹深而宽，并有向两侧扩张的趋势，压实效果差。

3.3占地面积减小。

边坡变陡，工程量减小，加快了施工速度。

3.4路堤稳定性好。

能有效防止滑移、塌方、沉陷等现象的产生。

3.5施工简便，易于推广。

3.6节约资金。

4.结语

换填加筋碎石垫层法处理城市道路中的人工填土技术在经济和技术上是可行的，可以收到很好的经济和社会效益。尤其适用于周边建筑物密集、施工作业面小、施工工期短的城市道路的施工。

截至日前，已经按此方法完工的怡宾路与厢竹大道交叉口处的路基沉降均匀，路基稳定，完全达到设计及施工的安全要求，为此方法处理软基的应用提供了一个经验；实践证明这一方法成功在其他道路桥梁工程中，同样会节省投资，大大缩短工期，有效地节约成本，从而得到业主的好评。

5.参考文献

[1]GB 50290-98，土工合成材料应用技术规范。

[2]CJJ 37-2012，城市道路工程设计规范。

[3] JTG D30-2004，公路路基设计规范。

[4]《公路工程软基处理》（人民交通出版社）。

作者简介：邓媚，高级工程师，广西华蓝设计（集团）有限公司市政设计一所副总工程师。