對某公路路基拓寬及處治措施淺析

 對某公路路基拓寬及處治措施淺析

　　摘要：我國在公路建設(shè)過程中，引進、消化和吸收了許多國外的先進經(jīng)驗，并結(jié)合國內(nèi)具體情況，在技術(shù)上有所創(chuàng)新和發(fā)展。但對高等級公路加寬改建工程這一新課題，卻在設(shè)計和施工中遇到了許多新的工程技術(shù)問題，主要是新舊路基的不均勻沉降與變形等問題。這需要工程技術(shù)人員積極探索，尋求比較合理、科學(xué)的解決方法，為今后舊路加寬改造工程的設(shè)計、施工提供科學(xué)依據(jù)。本文將結(jié)合國內(nèi)相關(guān)的成功工程實例，分析總結(jié)新舊路基結(jié)合部的處治技術(shù)措施及施工控制標(biāo)準(zhǔn)。

　　關(guān)鍵詞：公路施工；路基拓寬；處治措施；

　　1老路基加寬綜合處治方法

　　結(jié)合國內(nèi)路基拓寬工程中的應(yīng)用處治措施，提出針對低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一可應(yīng)用于低路堤路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實踐中可根據(jù)實際情況有針對性地選擇。方案一：臺階開挖+土工格柵（如圖1所示）。

　　圖1綜合處治方案

　　由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時對基礎(chǔ)的壓力也較大，因此，適當(dāng)用輕質(zhì)路堤來代替普通填土，對于降低沉降量非常有效。適合于地質(zhì)條件相對較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，從理論分析和工程實踐上來看，是老路加寬方案中較為理想的一種處治措施。采用粉噴樁對軟弱地基進行處治，是一種比較理想的方法，同時結(jié)合土工格柵的加固作用，對于降低路基豎向沉降、減少沉降差效果非常明顯，粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好的應(yīng)用。當(dāng)?shù)鼗�土質(zhì)過于軟弱、含水量較大時，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用與上述幾種方法類似。

　　2新舊路基結(jié)合部施工工藝

　　2.1結(jié)合部的施工

　　新舊路基接合部的施工控制應(yīng)結(jié)合新舊路基的主要病害進行防治，新舊路基各階段施工時應(yīng)注意以下幾點。

　　2.1.1原路邊坡削坡和臺階開挖

　　削坡和臺階開挖施工時需注意：

　　1）清除老路邊坡一定深度內(nèi)的表層植被土和壓實度不足的填土；2）方便加寬部分路堤下的地（軟）基處理；

　　3）增加新老路結(jié)合部的接觸面積，增強結(jié)合部的摩阻力和抗剪能

　　力，保證新老路基之間的有效結(jié)合和整體性；

　　4）在橫向臺階面上為土工合成材料的鋪設(shè)提供一個錨固長度。

　　同時應(yīng)該注意，削坡也應(yīng)滿足施工期間路基的穩(wěn)定性要求。

　　2.1.2地基處理

　　路基拓寬工程中舊路地基一般已處于穩(wěn)定狀態(tài)，由于舊路加寬形成附加荷載，當(dāng)原有地基是軟弱地基或者舊路路基兩側(cè)有積水的取土坑及洼地，而加寬填筑路堤對地基未采取相應(yīng)措施時，就可能出現(xiàn)地基的變形或側(cè)向剪切破壞。新舊路基改擴建工程中的地基處理主要是針對軟弱土的地基處理，其主要施工方法有：強夯壓實、置換、超載預(yù)壓、隔離墻、塑料排水板、濕噴樁（粉噴樁）復(fù)合地基、CFG樁復(fù)合地基、樁網(wǎng)復(fù)合地基、輕質(zhì)路堤等等。

　　2.1.3土工合成材料

　　土工合成材料加筋墊層的施工方法為：

　　1）當(dāng)施工場地開闊平坦、坡腳無沖刷時，清除地表雜草及植物根莖后，整平坡腳地面，將復(fù)合墊層直接鋪設(shè)于軟弱地基表層；若坡腳有輕微沖刷時，應(yīng)采用干砌片進行護腳；

　　2）在既有路基邊坡上挖不小于1.0m寬的邊坡臺階，最下級臺階寬不小于2.5m，最下層土工格柵的墊層厚度不小于0.2m，墊層含泥量不超過5%；

　　3）土工合成材料應(yīng)鋪于墊層中，緊貼下整平層，按斷面方向橫向鋪設(shè)，使土工合成材料強度高的方向垂直于線路方向，拉直平順，不能出現(xiàn)扭曲、褶皺和重疊；

　　4）為保證土工合成材料在垂直于線路方向上的抗拉強度，應(yīng)一次鋪設(shè)足夠的長度，不宜縫接和搭接；

　　5）沿線路方向，土工合成材料之間采用搭接法時，搭接寬度一般為0.3m～0.5m，若周邊用“U”型釘控制時，搭接長度可為0.1m；采用縫接法時，縫接寬度一般為0.1m，用尼龍線或滌綸線縫接，連接強度應(yīng)不低于土工格柵的設(shè)計容許抗拉強度。土工合成材料加筋基層的施工方法為：

　　6）按結(jié)構(gòu)層厚度每隔50cm寬向下開挖一臺階，直到土基，臺階必須做到沿路線方向順直，以確保壓路機能夠沿接茬邊緣壓實到位，不留死角，接茬臺階表面要保證平整、無松散；

　　7）使用路拌機對底基層材料進行拌和，直到均勻為止；

　　8）在接茬處沿路線方向鋪設(shè)土工格柵，為充分發(fā)揮土工格柵與灰土的相互作用，鋪設(shè)時，由人工將格網(wǎng)沿路線方向張緊后用“U”型釘釘在下層固定，土工格柵的搭接和鋪設(shè)要求如上所述；

　　9）將已拌和均勻的填料覆蓋在土工合成材料上；

　　10）在最佳含水量時碾壓成型，要求壓實度達到95%以上。

　　2.1.4壓實度的控制

　　路堤的上部需要很高的壓實度，主要是增加路基的承載能力，而路堤下部的壓實度主要是減少路堤在恒載作用下的固結(jié)變形，從而減少路面在使用過程中的沉降量。為了保證新老路基的緊密銜接，提高路基的強度和整體性，擴建工程中要嚴(yán)格控制甚至提高新路基的壓實度。必要時新老路基銜接處的壓實度控制可采用沖擊碾壓或強夯等方法進行增強補壓，以削減新老路基拼接拓寬的差異變形。國內(nèi)部分高速公路擴建工程中對新舊路結(jié)合帶還分別采用了沖擊強壓實及強夯的方法�？傊�，對新老路基結(jié)合帶應(yīng)嚴(yán)格控制壓實，通過大噸位振動壓路機、沖擊式壓路機來碾壓土體以及增加碾壓遍數(shù)，來減少土體本身的孔隙率，增加路基壓實度，減小路基本身的沉降。

　　2.1.5路基填料

　　在高速公路擴建工程中，為了降低路基本身的壓縮變形以及水穩(wěn)性，最好能采用透水性的砂石填料。例如，在公路擴建工程中，根據(jù)該區(qū)域的料源情況，采用宕渣和砂礫作為填筑材料，其中砂礫主要用于橋頭與結(jié)構(gòu)物的連接部位，每層最大壓實厚度為25cm。當(dāng)采用細(xì)粒土填筑時，路堤填料最小強度必須符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。對于液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的細(xì)粒土，不得直接作為路基填料。為保證路床有足夠的強度，要求加寬部分下路床填料的CBR值要與上路床一樣，應(yīng)達到8%，否則應(yīng)采取必要的處理措施，滿足要求后再使用。經(jīng)取樣試驗，若CBR值不能滿足路床、路堤的最低要求，應(yīng)進行摻灰處理。為減少新老路基的不均勻沉降，確定在加寬部分路基基底清表30cm后，換填50cm碎石墊層并進行沖擊碾壓，其壓實度不應(yīng)小于93%。

　　3舊路基加寬處治措施

　　3.1地基處治措施

　　3.1.1低路堤處治技術(shù)分析

　　對于低路堤，當(dāng)?shù)鼗�土并不十分軟弱時，新拓寬段地基部分可以按一般路基要求執(zhí)行，主要是因為路基填土高度較小，作用于地基上的應(yīng)力不大，當(dāng)?shù)乇碛杏矚�層時，路基下的土層實際附加應(yīng)力更小。因此設(shè)計及施工中應(yīng)盡量利用原狀土的結(jié)構(gòu)強度，不擾動下臥層。在路基填筑時如有必要可鋪設(shè)土工布或土工格柵，以加強路基的整體強度及板體作用，防止路基因不均勻沉降而產(chǎn)生反射裂縫。

　　3.1.2高路堤處治技術(shù)

　　對高路堤拓寬部分的地基必須進行特殊處理，這是由于高路堤引起的沉降較大，如不進行處治，必然會引起較大的不均勻沉降，從而導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生。如果高路堤拓寬部分為軟土地基，就更應(yīng)采取措施加強處治。設(shè)計及施工中，為了確保路基穩(wěn)定，減少路基工后沉降，對高路堤拓寬可采取粉噴樁、砂樁、塑料排水體、碎石樁等處理措施，并配合填筑輕型材料。204國道拓寬改造高路堤試驗路段拓寬路基部分的軟土地基，就是采用粉體攪拌樁進行了處理，效果相當(dāng)明顯，確保了高路堤路基的穩(wěn)定，最大限度地降低了施工沉降和工后沉降，從而減少了新老路基的不均勻沉降。

　　在高路堤的處治過程中，不宜單獨采用換填砂石或加固土的方法進行處治，因為這些方法只適合于淺層處治以及路基填土較低的情況。高路堤路基一側(cè)拓寬時，還應(yīng)防止新路基失穩(wěn)。由于路基不均勻沉降差值大，易在結(jié)合部位產(chǎn)生滑動剪切面，若再施工過快，極易使路基滑動。因此，高路堤拓寬時，一定要加強路基穩(wěn)定性驗算，采取有效措施，防止路基失穩(wěn)。

　　3.2新舊路基銜接技術(shù)

　　新拓寬路段相比老路段，沉降量大得多，這是導(dǎo)致路面縱向裂縫的主要原因，而同時，對結(jié)合部位處理不好、結(jié)合帶強度不足也是導(dǎo)致縱縫的重要原因。因此，有必要采取特殊的處理辦法，加強新老路基的銜接：

　　1）清除原路肩邊坡上的草皮、樹根及腐殖土等雜物；

　　2）若原有路肩質(zhì)量較差，達不到設(shè)計要求，可將土路肩翻曬或摻灰重新碾壓，以達到質(zhì)量要求，可以通過修建試驗路、改進路基開挖臺階的方案，由從土路肩開始下挖臺階，改為從硬路肩開始下挖臺階，這種改進方案可以消除老路基邊坡壓實度不足的弊病，加強新老路基的結(jié)合程度，減少新老路基結(jié)合處的不均勻沉降；

　　3）嚴(yán)格按照施工規(guī)范中對新老路基銜接的要求開挖臺階，而且臺階的數(shù)量應(yīng)盡可能多，以為新老路基的銜接提供更多的接觸面，更利于新老路基的結(jié)合，在部分填方較高的路段宜采取逐步開挖的方式施工，同時做好排水與安全防護工作；

　　4）嚴(yán)格控制新老路基結(jié)合帶的壓實，對新老路基結(jié)合帶（大型壓路機壓實施工的死角）用打夯機分薄層填筑壓實，必要時可采用沖擊碾壓的方法加強壓實，這種方法可以提高新老路基的壓實度，對加強新老路基的結(jié)合和減少不均勻沉降非常有利，此做法已在路基改造施工中推廣使用；

　　5）在路槽縱向開挖的臺階上鋪設(shè)跨施工縫的土工格柵，以加強新老路基的橫向聯(lián)系，減少裂縫反射，土工格柵的寬度不應(yīng)小于2m，且跨在老路基一側(cè)的格柵寬度應(yīng)為其總寬度的1/3～1/2。

　　3.3新路基填筑

　　填料性質(zhì)以及路基填土模量對其自身的壓縮變形有很大影響，特別是對于高路堤，這種影響更加明顯，因此，加強路基的填土壓實很有必要。提高和改善填料性質(zhì)以及填土模量的措施有：

　　1）輕質(zhì)填料填筑路堤采用粉煤灰、石灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，不僅可以降低新路堤自重，減小路堤的壓縮變形，而且還可以提高新路堤的強度和剛度，并可減小路基在行車荷載作用下的塑性累積變形；

　　2）砂礫石填料砂礫石的可壓縮性較小，采用砂礫石的填料可大大減小路堤的壓縮變形，提高其承載力；

　　3）沖擊補強采用沖擊壓實方法可以有效地提高壓實度，降低工后沉降量。

　　4結(jié)束語

　　隨著我國公路建設(shè)的不斷發(fā)展，許多早期修建的高速公路路面寬度已經(jīng)不能滿足交通運輸?shù)男枨螅�需要拓寬改造。而且大量新建的高速公路與既有高速公路相互交錯，形成被交互通，更使既有高速公路拓寬工程大量增加。因此，研究如何控制既有高速公路路基拓寬的施工質(zhì)量，完善控制沉降和差異沉降的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的實際意義。