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(jìn)、消化和吸收了許多國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，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(jí)公路加寬改建工程這一新課題，卻在設(shè)計(jì)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(jì)、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(shí)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(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況有針對性地選擇。方案一：臺(tái)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(shí)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(shí)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(jìn)行處治，是一種比較理想的方法，同時(shí)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(shí)，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(jìn)行防治，新舊路基各階段施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

　　2.1.1原路邊坡削坡和臺(tái)階開挖

　　削坡和臺(tái)階開挖施工時(shí)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(shí)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(qiáng)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(tái)階面上為土工合成材料的鋪設(shè)提供一個(gè)錨固長度。

　　同時(shí)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(shí)，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(kuò)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(qiáng)夯壓實(shí)、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(shí)，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(shí)，應(yīng)采用干砌片進(jìn)行護(hù)腳；

　　2）在既有路基邊坡上挖不小于1.0m寬的邊坡臺(tái)階，最下級(jí)臺(tái)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)，搭接寬度一般為0.3m～0.5m，若周邊用“U”型釘控制時(shí)，搭接長度可為0.1m；采用縫接法時(shí)，縫接寬度一般為0.1m，用尼龍線或滌綸線縫接，連接強(qiáng)度應(yīng)不低于土工格柵的設(shè)計(jì)容許抗拉強(qiáng)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(tái)階，直到土基，臺(tái)階必須做到沿路線方向順直，以確保壓路機(jī)能夠沿接茬邊緣壓實(shí)到位，不留死角，接茬臺(tái)階表面要保證平整、無松散；

　　7）使用路拌機(jī)對底基層材料進(jìn)行拌和，直到均勻?yàn)橹梗?/p>

　　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(shí)，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(shí)碾壓成型，要求壓實(shí)度達(dá)到95%以上。

　　2.1.4壓實(shí)度的控制

　　路堤的上部需要很高的壓實(shí)度，主要是增加路基的承載能力，而路堤下部的壓實(shí)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(qiáng)度和整體性，擴(kuò)建工程中要嚴(yán)格控制甚至提高新路基的壓實(shí)度。必要時(shí)新老路基銜接處的壓實(shí)度控制可采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯等方法進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)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(kuò)建工程中對新舊路結(jié)合帶還分別采用了沖擊強(qiáng)壓實(shí)及強(qiáng)夯的方法�？傊�，對新老路基結(jié)合帶應(yīng)嚴(yán)格控制壓實(shí)，通過大噸位振動(dòng)壓路機(jī)、沖擊式壓路機(jī)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(shí)度，減小路基本身的沉降。

　　2.1.5路基填料

　　在高速公路擴(kuò)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(kuò)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(shí)厚度為25cm。當(dāng)采用細(xì)粒土填筑時(shí)，路堤填料最小強(qiáng)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(qiáng)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(dá)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(yàn)，若CBR值不能滿足路床、路堤的最低要求，應(yīng)進(jìn)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(jìn)行沖擊碾壓，其壓實(shí)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(shí)，新拓寬段地基部分可以按一般路基要求執(zhí)行，主要是因?yàn)槁坊�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(shí)，路基下的土層實(shí)際附加應(yīng)力更小。因此設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)盡量利用原狀土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不擾動(dòng)下臥層。在路基填筑時(shí)如有必要可鋪設(shè)土工布或土工格柵，以加強(qiáng)路基的整體強(qiáng)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(jìn)行特殊處理，這是由于高路堤引起的沉降較大，如不進(jìn)行處治，必然會(huì)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(qiáng)處治。設(shè)計(jì)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(yàn)路段拓寬路基部分的軟土地基，就是采用粉體攪拌樁進(jìn)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(dú)采用換填砂石或加固土的方法進(jìn)行處治，因?yàn)檫@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(shí)，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(dòng)剪切面，若再施工過快，極易使路基滑動(dòng)。因此，高路堤拓寬時(shí)，一定要加強(qiáng)路基穩(wěn)定性驗(yàn)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(shí)，對結(jié)合部位處理不好、結(jié)合帶強(qiáng)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(qiáng)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(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可將土路肩翻曬或摻灰重新碾壓，以達(dá)到質(zhì)量要求，可以通過修建試驗(yàn)路、改進(jìn)路基開挖臺(tái)階的方案，由從土路肩開始下挖臺(tái)階，改為從硬路肩開始下挖臺(tái)階，這種改進(jìn)方案可以消除老路基邊坡壓實(shí)度不足的弊病，加強(qiáng)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(tái)階，而且臺(tái)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(shí)做好排水與安全防護(hù)工作；

　　4）嚴(yán)格控制新老路基結(jié)合帶的壓實(shí)，對新老路基結(jié)合帶（大型壓路機(jī)壓實(shí)施工的死角）用打夯機(jī)分薄層填筑壓實(shí)，必要時(shí)可采用沖擊碾壓的方法加強(qiáng)壓實(shí)，這種方法可以提高新老路基的壓實(shí)度，對加強(qiáng)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(tái)階上鋪設(shè)跨施工縫的土工格柵，以加強(qiáng)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(qiáng)路基的填土壓實(shí)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(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)采用沖擊壓實(shí)方法可以有效地提高壓實(shí)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(yùn)輸?shù)男枨�，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(cuò)，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(shí)際意義。