穿越淺海段公路修復工程的施工技術研究

羅書朋

（中國水利水電第十一工程局有限公司 450001）

1 工程概況

該項目位于塞內加爾西部考拉克區，全長38km，路基寬度10.2m，路面由7.5m寬瀝青混凝土，10.2m寬瀝青碎石組成，紅土水泥底基層、基層，中間穿過Baobolong河（1.4km），Baobolong河為鹽堿內河。

2 地質、地貌描述

Baobolong河河段原道路路面沉降，兩側漿砌石邊坡破損坍陷，下擋墻傾倒斷裂，道路狹窄。原瀝青路面出現破損，有坑洞和裂縫。修復道路要求將原道路兩側加寬并進行邊坡防護，路基增高，重新修筑10個箱涵，鋪設瀝青碎石層和瀝青混凝土面層。

對原道路路基進行地質勘測發現，在靠近兩岸區域，頂部8m為淤泥，8m以下有約1m的砂質黏土，9m以下又出現淤泥；在道路中間位置，深度15m范圍以內均為淤泥。

通過壓力測定數據顯示，淤泥形成的黏土比較軟，堅固度不足（壓力限值 Pl＜0.7MPa，形變模數 1.5＜EM＜6MPa）。通過對基礎土樣分析，土樣的塑性指數30～60，會導致嚴重膨脹和下陷。根據研究結果表明，這些淤泥易壓縮，富含有機質，承載力低。

3 施工中采取的主要技術措施及效果

根據論證，通過以下方式對道路進行了修復：

（1）結合現場地形情況修筑臨時施工便道；

（2）左右兩側加寬區基礎換填潔凈的河砂；

（3）在砂層以上回填礫石土；

（4）開挖原道路兩側邊坡成臺階狀，便于新舊兩種土料搭接；

（5）整體路床加高回填50cm；

（6）修復原道路箱涵，以保持道路兩側水壓一致；

（7）在新建邊坡處布設混凝土下擋墻和漿砌石封閉道路邊坡；

（8）在路基頂部設置兩層水穩層和兩層瀝青混凝土面層。

該段道路施工完成，已運行16個月，運行狀況良好，質量得到了有效保證。

4 技術處理及研究

（1）淤泥質路基處理方法：

針對當地材料特點，當地200km范圍以內沒有堅硬新鮮的巖石用于基礎回填，具有的巖石僅為紅土塊石，洛杉磯磨耗值達到50%以上，巖石中間有孔洞，質地疏松，并且由于路基淤泥承載力較低，淤泥深，如果采用塊石回填，塊石回經過擠淤的方式沉陷，需要回填塊石量大，不容易達到路基穩定狀態。

經過初次實驗，采用潔凈的河砂進行基礎淤泥換填，換填寬度為舊道路坡腳線到設計道路坡腳線往外1m的范圍，換填深度達到2m，路基就能達到很好得承載力，而且穩定，滿足工程要求，質量可以得到保證。施工中，按實驗結果進行了河砂換填，河砂砂當量要大于65%以上，如果回填砂中含泥較大，在浸水后，路基會出現不穩定的沉陷導致路面回填土方及水穩層出現開裂。換填潔凈的河沙時需要分層回填并灑水沉降，每層50cm，直到沙層不再沉降為止，由于滲水、土質等原因，為防止換填開挖時兩側坍塌，換填開挖時路段不宜過長，需要分段完成，每20m為一段，現場經過采用河砂換填的方式對加寬道路的基礎進行了處理，加寬部位沒有出現不均勻的沉降，路基穩定。

在路基換填完成并達到要求后，測量進行道路橫斷面測量，這個時候的測量一方面是為換填的河沙確定工程量，另一方面是為了得到填筑礫石土前的橫斷面以進行填筑方量的精確計量。

（2）道路加寬涉及到新舊土料回填搭接問題，如果新舊土料搭接不合適，會造成路基不均勻沉降。在施工該處路基土方回填時，采用臺階式搭接，臺階高度約50cm，臺階寬度應能夠容納施工設備施工。應按規定的高程和橫截面定線，在填層坡腳處形成一個最初的臺階。對于削臺階產生的土料，如果適用于路基填筑，則用于路基填筑，如果不適用于路基填筑，則應按棄土處理。對于現有的路基或者開挖后的路基頂部30cm密度達不到規范要求的最小干密度95%時，則需要翻松、澆水并碾壓以達到合格的壓實度。路基填筑壓實度要求大于95%，每一層填筑層碾壓過后的層厚不大于20cm，碾壓根據現場實際情況進行，同時為了保證填方斷面及碾子施工安全，每層填土寬度應超出設計邊線10～30cm，振動碾工作時要注意行走速度和遍數，禁止在碾壓面上急停或轉彎，振動碾停車前應先關閉振動，在無振狀態下緩慢停車；碾壓應達到無漏壓，無死角，確保碾壓均勻。這樣能夠很大程度上避免因新舊土料搭接造成的沉降而產生的裂縫。

（3）邊坡防護。邊坡下部設有鋼筋混凝土擋墻，鋼筋混凝土標號為Q300（相當于C20）。在涉淺海起始段和結尾段各60m（水位相比較較低）范圍內鋼筋混凝土擋墻伸入原始地面線以下30cm，外露30cm，寬30cm；在涉淺海中間段（水位相比較較高）鋼筋混凝土擋墻伸入原始地面線以下70cm，外露50cm，寬35cm，混凝土擋墻整體坐落在換填的沙層基礎上，每4～6m設置伸縮縫。為了防止海水侵蝕，使用抗鹽堿水泥。由于滲水、坍塌等原因，下擋墻開挖時不宜過長，應分段開挖，分段下設鋼筋籠、支立模板澆筑。

邊坡采用漿砌石護坡，厚度30cm，片石選用當地堅硬的巖石片石制作，用M300的水泥砂漿封固墊層和接縫，水泥用42.5Ⅲ型抗鹽堿水泥。對于表面上暴露的片石，片石之間接縫不能超過3cm，每4～6m設置伸縮縫。

漿砌石頂部，道路兩側設置素混凝土上擋墻，水穩基層以下30cm，寬15cm，混凝土標號為Q300（相當于C20），每4～6m設置伸縮縫。

（4）箱涵設置。為了保持道路兩側水壓平衡，該路段要設置足夠的箱涵。在雨季和海水潮汐期間，道路兩側水位差不能過高，在該1.2km路段設置了10道2×1m的箱涵。由于施工環境的特殊性，此段箱涵施工不同于其他路段普通箱涵：在施工前每個箱涵都必須完成圍堰的施工，然后再開始拆除廢舊箱涵，為保證施工進度，要確保4個箱涵施工組同時開展工作，為此，在道路和旁邊便道中間連接一條便道，把此段道路分成兩段，4個工作組分別從這兩段的中間向兩段開展施工。和路基加寬處理原理一樣，老舊箱涵拆除后基底同樣需要換填潔凈的河沙，分層回填并灑水沉降，直到沙層不再沉降為止，與此同時，由于滲水、坍塌等原因，箱涵的垂裙需要和箱涵底板分開先行澆筑，預留和箱涵底板連接的鋼筋位置。垂裙澆筑完成后開始進行10cm墊層的施工，然后依次進行底板、邊墻、頂板的施工。特別注意，為了防止海水侵蝕，此段箱涵所用水泥為抗鹽堿水泥42.5Ⅲ型，鋼筋混凝土標號為Q350（相當于C25）。在箱涵混凝土澆筑完成后7d，經過試驗室驗證試塊的7d強度，確認箱涵主體混凝土強度達標，便開始進行箱涵兩側及頂部瀝青粉刷施工，待瀝青干燥后，便開始箱涵兩側回填，每層不超過15cm，采用手扶振動碾和立式夯碾壓、夯實。需要注意的是，箱涵內模板需要在混凝土齡期達到21d后方可進行拆除，箱涵頂部回填必須要等到箱涵混凝土齡期達到28d，頂部回填2層后，便可以采用大型壓實機械施工。

箱涵進出水口進行拋石施工，選用拋石為當地堅硬的巖石片石，直徑50cm，拋石范圍：寬1.5m，深0.5m，長度為箱涵兩側耳墻范圍內。

在進行箱涵施工時，需要根據現場的實際情況適時拆除部分箱涵的圍堰，以便兩側水流的互通，防止出現單側水壓過大的情況。

（5）路基加高。根據淺海或河流歷史最高水位，確定箱涵的高程，以此確定路基增加高程。加寬完成后，原道路高程面以上再回填至少2層土料，盡可能避免因道路加寬新舊土料搭接而產生的路基沉降。

路基填筑壓實度要求大于95%，每一層填筑層碾壓過后的層厚不大于20cm；填筑施工誤差要求：①路基填筑頂部高程（即路基填筑完工誤差）＋10/～30mm；②路基填筑分層高差＋10/～40mm。

在某一段路基完成碾壓達到填筑要求后，測量隊應按經工程師批準的橫斷面圖布設高程控制樁，用于在填筑施工期間控制每個填筑層的填筑高程以及路基的最終填筑高程。

（6）對完成的土方施工成果的保護。完成透層施工后，在其上覆蓋一層人工砂來保護水穩層。在透層施工之前要對施工段進行清掃，保證施工段的清潔且沒有松散顆粒。透層油灑布前24h之內對基層進行灑水，基層灑水均勻、不漫流、不起泥，水分充分滲透于基層土中。在進行透層撒布前需要對此段10個箱涵外露的女兒墻進行保護，保證其不受污染，可以用廢棄的水泥袋進行覆蓋。瀝青透層施工采用瀝青撒布車撒布0/1液體瀝青，現場透層瀝青撒布量控制在每平米不低于1.27kg，施工寬度為10.2m。為保證透層的均勻性及質量的穩定性，要求在濕、霧、大風或即將降雨時不得進行透層施工。透層灑布后需要鋪灑人工砂，但是時間必須控制在瀝青灑布3h之后，采用進占法使車輛行駛在灑過砂子的路面上并嚴禁急剎車，人工均勻灑布均勻掃平，通行車輛應該控制車速。

5 技術性能指標

（1）兩側基礎河砂回填需達到2m，河砂砂當量大于65%；

（2）河砂頂部回填砂礫土，土料料要求 CBR＞15，IP＜12，Vb＜5；

（3）土料回填時要逐層壓實，壓實度大于95%；

（4）原道路兩側開挖成臺階狀，臺階高度50cm，便于新舊路基搭接，防止不均勻沉陷；

（5）在老道路頂部回填至少2層土料后，再開始制作半剛性水穩層，防止不均勻沉陷造成道路結構層斷裂，半剛性水穩層在水平面以上，故采用普通水泥即可；

（6）采用漿砌石封閉道路邊坡，保持路基穩定，邊坡下部設置鋼筋混凝土擋墻，邊坡上部設置素混凝土墻，采用抗鹽堿水泥42.5Ⅲ型，鋼筋混凝土標號為Q350（相當于C25）；

（7）瀝青混凝土路面彎沉值小于40。

6 效益分析及推廣應用前景

公路工程在西非建筑施工市場上占有的份額較大，工程較多，但是這些國家經濟不發達，資金短缺，很多公路在通過不良地質段時，并不考慮架設橋梁，而是采用修筑多座箱涵方式跨越河流、淺海海灘等。

本工程中，根據現場特點采用河砂換填，材料獲得方便廉價，有效的降低了施工成本。

通過依托塞內加爾DK公路項目中穿越1.4km淺海海灘施工技術研究，對后續在西非施工的公路工程，有一定指導和參考意義。