軟土路基改擴(kuò)建高速公路新舊路基的結(jié)合技術(shù)探討

幸佐文 姜新愛

摘要：分析了軟土路基改擴(kuò)建高速公路舊路基施工的技術(shù)特點(diǎn)與面臨的問題，分別從軟土地基處理、舊路基邊坡清理、土工格柵應(yīng)用、碾壓工序組合等角度探討了新舊路基的結(jié)合技術(shù)；最后，分析了施工過程中應(yīng)注意的若干問題。

關(guān)鍵詞：軟土路基；新舊路基結(jié)合；基底處理；土工格柵

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國高速公路網(wǎng)已經(jīng)逐漸成型。與最近幾年新建的高速公路相比，早期興建的高速公路多采用雙向四車道的設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)在已無法滿足社會(huì)日益增長的交通量的需求。滬寧、滬杭、沈大等早期高速公路已經(jīng)改擴(kuò)建為雙向八車道，京港澳高速河北段改擴(kuò)建工程正在施工。交通養(yǎng)護(hù)部門利用原有舊路加寬改造工程將大量展開。

1軟土路基加寬施工要考慮的問題

加強(qiáng)新舊路基的整體性，減少路基路面錯(cuò)臺(tái)、不均勻沉降等病害是高速公路改擴(kuò)建工程面對(duì)的主要技術(shù)問題。尤其在軟土路基段，經(jīng)過多年的行車荷載和自然沉降，舊路基已經(jīng)被充分壓實(shí)，新建路基壓實(shí)度即使?jié)M足規(guī)范要求，在行車荷載和自然因素的影響下，依然會(huì)逐漸沉降。

新建路基與舊路基的填筑材料以及材料的含水量、壓實(shí)機(jī)械組合有所差異，使得新舊路基整體性較差，接縫處易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、縱縫、不均勻沉陷等病害。地表水通過裂縫滲入路基，負(fù)溫度條件下，新舊路基出現(xiàn)不均勻凍脹，從而導(dǎo)致路基進(jìn)一步不均勻沉降。

新舊路基搭接時(shí)，邊坡綠化清理、夯實(shí)以及基底施工，也會(huì)擾動(dòng)舊路基，引起路基松散、開裂，降低搭接處及其周圍路基承載力下降。

軟土的天然含水量大、孔隙比大、強(qiáng)度低、壓縮系數(shù)低、而且具有蠕變性、觸變性的特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)。在軟土地區(qū)，路基的不均勻沉降對(duì)填筑材料、材料含水量、施工工藝及壓實(shí)機(jī)械組合等條件差異性的反應(yīng)更加敏感，同時(shí)也受路基鋪筑的時(shí)間差異性影響顯著。軟土地區(qū)的地基需要采取超載預(yù)壓、豎向排水、擠密樁等切實(shí)可行的方法加固，不但要確保新填筑路基的密實(shí)度減少沉降，還要保證原地面的總沉降達(dá)到基本穩(wěn)定，才能鋪筑路面。新建路基時(shí)應(yīng)考慮不同的地基加固法對(duì)路基沉降的影響。

2高速公路路基加寬方式

2.1單側(cè)加寬。單側(cè)加寬是指公路路基新加寬集中在左側(cè)或右側(cè)一側(cè)進(jìn)行，特點(diǎn)是新舊路基的中心線不重新。

2.2雙側(cè)相等加寬。雙側(cè)加寬是指公路路基左右側(cè)進(jìn)行對(duì)稱加寬，但加寬值較小時(shí)，新舊路基填土間不容易壓實(shí)，施工難度大，不宜采用。

3新舊軟土路基結(jié)合技術(shù)

3.1通過換填、夯實(shí)、排水、加筋等方法對(duì)軟土地基進(jìn)行加固來提高地基的抗剪強(qiáng)度，降低地基的壓縮性，改善地基的透水性、動(dòng)力性，以達(dá)到改良地基土的工程特性的目的。

當(dāng)?shù)鼗喜寇浲翆虞^薄且含水量大時(shí)，在軟土地基上敷設(shè)50cm—120cm厚的含泥量不大于3%的中砂或粗砂砂墊層，可以起到上部排水層及地下隔水層的作用，從而固結(jié)軟土層。砂墊層的寬度要略大于加寬路基底寬以防止施工機(jī)械影響效果。針對(duì)軟土地基含水量大、孔隙比大的特點(diǎn)，采用加載法可以預(yù)先促進(jìn)軟土地基的沉降，增加地基強(qiáng)度。

3.2為了清除舊路邊坡的表層雜土，保證邊坡的土層具有較高強(qiáng)度，在開挖臺(tái)階前要對(duì)舊路邊坡進(jìn)行削坡。當(dāng)舊路邊坡較緩，可以采用等坡度削坡，清除邊坡約50cm厚的表層土；而舊路邊坡較陡時(shí)，容易引發(fā)舊路基坍塌，宜采取自下而上的多次漸進(jìn)削坡法，每削一次，進(jìn)行部分地基處理，然后再削坡，以確保舊路基邊坡的穩(wěn)定性。

清除表層雜土后，為了增強(qiáng)新舊路基結(jié)合部的抗剪切能力，提升加寬路基的穩(wěn)定性，在新路基填筑前應(yīng)采用推土機(jī)與人工相結(jié)合的方式對(duì)舊路基邊坡進(jìn)行挖臺(tái)階處理，推土機(jī)推出大部分土后，人工進(jìn)行修整。每層臺(tái)階高度約為兩層填料的厚度（約50cm），寬度不小于2.0M，臺(tái)階頂做3%—4%內(nèi)傾斜坡。臺(tái)階挖好后與新填路基同時(shí)分層碾壓施工，以方便鋪設(shè)土工格柵，確保攤鋪和壓實(shí)度滿足要求。

3.3土工格柵是以高密度聚乙烯或高強(qiáng)度聚丙烯等高分子聚合物為材料制成的格柵狀結(jié)構(gòu)物，具有抗拉強(qiáng)度高、伸長率低、不易變形等特點(diǎn)。在新舊路基臺(tái)階上鋪設(shè)土工格柵與土體連接，可以彌補(bǔ)軟土路基抗拉能力的不足，大幅提高土體的摩擦，有效約束土體側(cè)向位移，最大限度提高了加寬路基的承載能力和穩(wěn)定性，減少軟土路基新舊結(jié)合部的不均勻沉降。

土工格柵按照橫向從臺(tái)階內(nèi)側(cè)向加寬路基邊坡鋪設(shè)，并盡量避免搭接，避免出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊現(xiàn)象。縱向格柵搭接時(shí)寬度應(yīng)為30cm—50cm；若采用縫合方式，搭接寬度不小于10cm，且縫合強(qiáng)度不低于土工格柵的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。軟土路基基地鋪設(shè)土工格柵時(shí)必須緊貼下承整平層，使土工格柵強(qiáng)度較高的方向垂直于線性方向。

3.4軟土材料填筑新建路基時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)段選擇適宜的壓實(shí)設(shè)備和合理的碾壓組合方案。新舊路基結(jié)合部需適當(dāng)提高壓實(shí)度，宜采用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)，并且每個(gè)層面碾壓變數(shù)比其它部位多碾壓2次。碾壓時(shí)應(yīng)遵循先輕后重、由慢到快的原則，以不超過4km/h的行駛速度碾壓；碾壓直線段時(shí)從加寬段路基邊緣向新舊路基結(jié)合部碾壓，超高段則從低處向高處碾壓。

新舊路基結(jié)合部采用沖擊碾壓法施工對(duì)路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)可以有效提高加寬路基的壓實(shí)度，避免新舊路基結(jié)合部因碾壓不足出現(xiàn)軟弱的滑動(dòng)層，使其很好地結(jié)合成一個(gè)整體。新舊路基每4層（壓實(shí)厚度約200cm）使用沖擊式壓路機(jī)充分碾壓全斷面。

新填路基兩側(cè)應(yīng)各預(yù)留30cm超寬，一步壓實(shí)，最后做削坡處理至設(shè)計(jì)寬度，以防止路基邊緣碾壓不實(shí)，壓實(shí)度無法滿足要求。

4施工中關(guān)鍵因素的控制

4.1軟土路基施工過程中應(yīng)注意及時(shí)排出路面施工范圍內(nèi)的地表水，減少地下水從基地滲入。在施工時(shí)采取集中排水的方式，在硬路肩外側(cè)設(shè)置攔水帶，每隔30M左右設(shè)置泄水槽將降水排至坡腳排水溝內(nèi)，以免沖刷路基邊坡。地下水位較高時(shí)，在基底鋪筑40cm碎石墊層，底部鋪土工格柵，上層鋪反慮土工布可以有效阻隔地下水向路基滲透。填筑路堤時(shí)，新舊路基結(jié)合部每層填筑應(yīng)做成向外3%—4%的橫坡，并且避免出現(xiàn)坑洼以防止積水。雨季施工時(shí)，路基工程必須建設(shè)排水溝、泄水槽、滲水池等完善的排水系統(tǒng)，并隨時(shí)注意檢查。

4.2舊路基兩側(cè)的排水溝經(jīng)過長時(shí)間的雨水侵蝕，基底多為淤泥、垃圾等腐質(zhì)土，極易使新舊路基結(jié)合部出現(xiàn)剪切變形破壞，因此必須徹底清除。應(yīng)首先拆除排水溝內(nèi)的漿砌片石，清理軟弱土層并整平，再將排水溝兩側(cè)開挖不小于40cm的內(nèi)傾臺(tái)階，逐層填筑路基填料，分層壓實(shí)至地面，基底壓實(shí)度要比規(guī)范高出2%。地下水豐富地區(qū)應(yīng)在基底鋪設(shè)透水性較好的材料，選用聚苯乙烯泡沫等新型材料填筑路基既能減少地基沉降，又節(jié)省材料。

4.3路基施工完畢后開放交通并增加加寬段車流量，加大行車荷載，能夠有效促進(jìn)新建路基快速沉降固結(jié)，同時(shí)經(jīng)過雨雪侵蝕考驗(yàn)，待跨年后再進(jìn)行路面施工，可以使加寬路基沉降量降到最小。

參考文獻(xiàn)

[1] 王慶波.舊路加寬綜合處治技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2004.

[2] 王磊.高速公路改建路基加寬施工技術(shù)[J].公路交通技術(shù),2009(2).

[3] 覃為康.淺談高速公路路基加寬施工工藝[J].科學(xué)之友,2010(5).