例析公路黄土路基处理方案

例析公路黄土路基处理方案

1、项目背景

省道305线是宁夏公路网规划“三纵九横”中的“第六横”，起点位于甘宁省界的西湾峁，终点位于宁甘省界的辘辘坝，路线全长约169km。省道305线黑城至海原公路是省道305线其中的一段，也是连接海原县新、老城区的唯一交通运输通道，为了解决了新、老城区通行难的问题，宁夏交通运输厅决定修建省道305线黑城至海原一级公路。

项目起点位于省道305线与省道101线的交叉口，向西沿现省道305线附近布设，终点位于海原老城区附近S202线与海同公路交叉点以北约1.5km处的海同路上，路线总体走向基本与现省道305线一致。项目全长65.0km。本项目双向四车道一级公路标准设计，设计速度采用80km/h，路基宽度21.5m。

2、黄土路基设计原则及方案比选论证

本项目特殊路基为黄土地区路基

湿陷性黄土是指在山体自重压力或附加压力作用下受水侵湿而产生沉陷的黄土，本项目黄土以“戴帽黄土”的形式分布于山体上部，具垂直节理，不具层理，属原生黄土。湿陷性黄土处理包括地基处理和防水措施，根据公路地基的特性和特点，地基处理应以防水措施为主，地基处理为辅，因为水是黄土地区路基产生病害的主要原因，设置完善的防、排水系统，最大限度地降低地基受水浸湿的可能性是保证黄土路基稳定的首要措施。湿陷性黄土的处理应根据公路等级、黄土湿陷等级、处理深度要求、施工条件及材料来源，并经技术经济比较后确定。

本項目黄土地区路基基本为自重湿陷性黄土，同心至固原段高速公路对于自重湿陷性黄土，以重锤强夯地基为主，效果较好。在建的青兰高速公路东山坡至毛家沟段对于自重湿陷性黄土处理以灰土桩处理为主，辅以重锤强夯，土层翻压措施，在施工中反应效果不错。但灰土桩造价高，考虑到本项目的实际情况，设计对灰土挤密桩和素土挤密桩进行必选，从处理机理来看，灰土挤密桩和素土挤密桩都是以挤密土层为目的，消除或部分消除一定深度范围内土层的湿陷性，以提高地基承载力，但灰土挤密桩中的石灰成分与土体化学反应，长期效果应该比素土挤密桩好一些；从造价上，0.8m间隔梅花形布置，深度4m，灰土挤密桩单价为514，582元/1000m2，素土挤密桩单价为364，246元/1000m2，通过综

合比选，设计决定采用素土挤密桩。但对特殊部位如桥梁台背、高填方段地基设计仍采用灰土挤密处理，灰土挤深度为6m。

下面对素土挤密桩、重锤强夯、土层翻压及翻压换填等方案进行必选论证：素土挤密桩：素土桩复合地基是一种处理湿陷性黄土地基简便、经济、有效的以土治土的方法，对于消除土的湿陷性和提高承载力是有效的，主要用于厚层自重湿陷性黄土的加固处理。本项目沿线地下水位低，对采用素土桩方案十分有利；素土桩具有施工速度快、干作业、不受季节限制等优点，在提高地基承载力，减少地基变形方面有明显的效果。设计素土桩直径40cm，梅花形分布，桩距80cm，素土挤密桩（深度4m）单价为364，246元/1000m2，其施工造价比强夯法要高，但其具有适应地形能力强，处理深度大，施工对周边影响小，对周边一般不会造成破坏，满足项目对施工环境等要求。

素土挤密桩成型状况图

重锤强夯：强夯法一般采用100～400kN的重锤，从6～40m的高处自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基中形成冲击波和动应力，将地基土压密、振实，以加固地基土，达到提高地基强度、降低其压缩性的目的，主要用于厚层

自重湿陷性黄土的加固处理，从青兰高速公路强夯处理效果检测看，强夯法的处理有效深度3m。强夯施工方法具有施工机具简单，施工方便，速度快，加固地基效果显著，适用范围广泛，能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法（三遍计，夯能3000kN·m内）基价46，670元/1000m2。强夯法施工时噪声大，对周围建筑物等有很大影响，由于项目沿线水库、村镇民房、地下管线及高压线较多，同时强夯法适应地形能力相对较差，所以强夯法对本项目大段落应用无实施条件，适合局部有条件实施路段。

重锤强夯图

土层翻压：土层翻压法处理有效深度为3m，具有施工、检测简便，对周边干扰小等优点，但其有施工速度慢、对场地有一定要求，土层翻压法（翻压深度2.5m）单价为38，620元/1000m2。

土层翻压及换填：对于挖方段，一般考虑路床用砾类土换填，但砾类土不仅隔水作用差，而且砾类土需外借，又增加弃方及环境负担，所以设计对于挖方段路床开挖土方后，直接利用该土方现场拌合成12%石灰土，再回填碾压。从造价看，砾类土换填每立方米60元左右，石灰土换填每立方米178元左右，但用石灰土处理路床可减少弃方。所以设计对于挖方段湿陷性黄土I～Ⅱ的路段直接采用12%石灰土换填，换填深度为80cm，黄土处理每平米单价为143元；对于湿陷性黄土Ⅲ～Ⅳ的路段除路床80cm用石灰土处理基础上，路床底再翻压100cm 厚土层，黄土处理综合每平米单价为155元。

3、比选论证最终方案

本项目针对实际情况，考虑到沿线城镇、村庄、水库、地下管线、高压线及处理方案实施可行性等综合因素，对于自重湿陷性黄土处理以素土桩处理为主，对有条件段落尽量利用重锤强夯处理，对于高压线附近、互通式立交匝道等无法实施素土桩及重锤强夯的可采用土层翻压或换填处理方案。

4、结语

路基处理方案应符合安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确保路基具有足够的强度、稳定性和耐久性。特殊路基设计应综合考虑水文地质等因素，通过综合技术经济比较、因地制宜，采取有效的工程处理措施，以保证路基稳定。本文的黄土路基处理方案论证比选思路可供类似项目参考。

参考文献

[1] 《公路路基设计规范》JTG D30-2015，人民交通出版社股份有限公司，2015。