關于高速公路軟土路基加寬工程施工技術研究

文/李春暉、賈中舉

1 前言

科技水平的不斷提升，使得各行各業迎來快速發展契機，發展建設目標的實現離不開所處地區高速公路安全穩定狀態的支持。然而在實際運營過程中，因建設年代久遠、設計建設標準較低以及地質條件復雜等因素影響，使得高速公路路基結構出現了不同程度的沉降問題，無法滿足當前交通量運輸使用需求。為此工程建設者應結合實際情況，對新舊路基加寬施工處理難點進行確定，以使路床施工處理技術、新舊路基拼接施工技術、沖擊碾壓施工技術以及特殊路基處置技術的應用控制效果達到預期。這是推動交通運輸行業快速穩定發展，以及滿足各地區經濟發展需求的重要課題，應充分利用現有科學技術進行控制。

2 工程概況

某高速公路橫穿17 個市縣地區，成功將涉及的主要城市緊密連接起來。然而，通車運行多年，交通量逐年增加，特別是大型以上車輛占到3/10 左右，加重了道路擁擠問題。不僅使高速公路行駛車輛的速度下降，還降低了交通運輸能力。在大幅降低車輛行駛速度的同時，還導致道路運輸能力下滑。根據相關調查結果，一些高速公路路段存在車流量超負荷問題。究其原因，與工程建設階段設計標準要求較低有關，無法滿足當前地區發展對道路服務水平的需求，在一定程度上阻礙了所處區域經濟發展。為解決此問題，工程建設者對現有雙向四車道進行加寬擴建。預計將目標路段加寬為雙向八車道，整體式路基寬度增加到42m。

3 高速公路軟土路基加寬工程的施工要求

本高速公路工程原為雙向四車道，為緩解交通壓力大、解決交通量增加帶來的一系列問題，現擴建為雙向八車道。其中，整體式標準路基寬度為42m，兩側分離式路基寬度為13.5m。具體軟土路基加寬方案，如表1 所示。

表1 路基加寬方案要求

4 高速公路軟土路基加寬工程施工技術的實踐策略

4.1 路床施工處理技術

4.1.1 路床處理。根據工程所處交通量情況確定工程路床厚度為120cm，調整路床與路面各層間組合形式，路床部位的土質填料需要摻入適量石灰與水泥。具體工程量為：30cm 上路床摻灰6%，90cm 下路床的上部50cm 摻灰4%，其余40cm 無處理。此外，為解決新舊路基不均勻沉降問題，30cm 低路段上路床摻灰6%，90cm 下路床摻灰4%。上述處理措施運用，能夠對路基的穩定性進行整體提升[1]。

4.1.2 路基壓實度控制技術。由于壓實度會對新舊路基結合部位的穩定性造成極大影響，為控制差異沉降問題出現，進而強化路基結構的穩固效果，應按照如表2 所示要求，進行拼接段路床的壓實度控制。

表2 路床土最小強度與壓實度控制目標

4.2 新舊路基拼接施工技術

高速公路的改擴建施工過程，需將結合部位的開裂問題作為重點控制對象，即嚴格按照施工建設要求，采用臺階開挖與削坡方式來完成路基加寬作業。此過程，為強化新舊路基拼接質量，避免縱橫向裂縫與錯臺病害出現。路基填筑施工操作前期，應對舊路路基進行削坡施工處理，而后再進行開挖臺階作業，這里的削坡厚度為30cm。臺階開挖施工，應遵循自下而上原則，充分利用舊路堤，因土方工程量較少，所以，應控制好臺階與加寬部位路基壓實度的一致性。按照高速公路改擴建施工作業要求，保留舊路基。此外，臺階開挖的底面，應沿著偏道路中心部位進行，以提高夯實作業質量效果。在嚴控施工厚度的情況下，對各項參數進行檢測，以最大限度地保證新舊路基的拼接質量[2]。

因舊路路基工程采用的填料為粉質黏土與砂土，為解決填料黏聚力不夠問題，應對改擴建加寬臺階的尺寸進行調整，即高度為66.7cm 高、寬度為100cm。當加寬施工作業完成，就可開展新舊路基的拼接填筑作業。當開挖施工到路床底面位置，加寬臺階尺寸要根據路基填筑高度的實際情況來確定，但要保證與路床厚度相比，超出100cm。如果臺階面與路床頂面之間的距離比施工參數要求小，施工技術人員應以一個單獨臺階的方式進行開挖與回填路床處理。而其他部位，只需進行整體開挖。如超出此參數要求，則可開挖兩個臺階。路基填土的高度控制工作，應按照以下三種路基拼接施工情況進行處理。

低填路段施工：30cm 削坡、開挖臺階、回填石灰土4%、鋪設土工格柵。

4m 以下路基填土施工高度的一般路段施工：30cm 削坡、臺階開挖、填筑、最后一級臺階鋪設高強土工格室、上路床底部鋪設HDPE 土工格柵。

4m 以上路堤填土施工高度的一般路段施工：30cm 削坡、臺階開挖、填筑、最后一級臺階鋪設高強土工格室、分別對上下路床底部鋪設HDPE 土工格柵。

4.3 沖擊碾壓施工技術

為提升高速公路軟土路基加寬工程施工質量，應將控制縱橫向裂縫與錯臺現象發生作為重點工作內容。在進行路基基底沖擊碾壓施工作業過程，應按照設計要求，將行駛速度控制在每小時12～15km 范圍內。壓實遍數為20 遍，且結合周邊設施環境做好防護處理。對于在4m 以內的填土高度，只需對高速公路軟土路基的基底進行沖擊碾壓處理。當填土高度超過4m，間隔應設置為2m。在施工設備方面，應采用重型沖擊式壓路機對沖擊碾壓作業目標進行補壓處理，具體碾壓遍數為20 遍。填筑作業至下路床底標高位置后，也要開展20 遍補壓施工處理。此過程，應做好沖擊碾壓水平安全距離的控制。

4.4 特殊路基處治技術

對于高速公路原有路基沉降與路段加寬施工方案不符情況，應按照實際勘查結果進行科學合理處置。經勘查，目標加寬路段的地質條件為：粉砂、黏土、粉土等，使得施工作業面臨承載力不夠和天然含水量在液限以下約為23.7% 的問題。上部土層地基的承載能力也不高，僅為100kPa。這些問題均大幅降低路基結構作用于高速公路運營的穩定性。為此，需著重特殊路基路段的沉降控制。處置技術人員應按照高速公路建設情況確定沉降控制目標。處置后路基沉降控制年限大于15年；經加寬路基沉降，除了要對橋頭部位進行控制，還要保障通道與涵洞部位沉陷在10cm 以內；其余路段則要控制在15cm 以內。

此外，為進一步保證加寬路基結構的穩定性，且消除差異沉降影響，應采用先計算沉降的方法。對無法滿足上述沉降控制要求的情況，應先進行淺層路基的換填。黏性土填料應選用4%的石灰土材料；如路段為砂性土，則應選用3%的水泥土作為填料。當淺層換填仍無法滿足沉降控制要求，則可通過樁處理來強化施工處置效果。值得注意的是，當施工處置部位特殊，如通道與涵洞等，為對其形變進行有效控制，可通過CFG 樁施工方法，以使其成本低廉、施工方便以及適用性強等特點充分發揮出來，可在工程建設中進行廣泛運用。

4.5 CFG 樁施工技術

首先，放線。基于此，把樁放置于周邊地區交匯部位，打入地下后根據樁位布置圖對樁位進行鋪設確定。此過程，要對樁位中心點位置進行設置，即在找準定位的情況下，運用釬子插入地下，并在周邊撒上灰線進行標記。對于樁位的偏差應控制在2cm 以下。

其次，成孔。放線施工完畢后，通常使用長螺旋鉆機對CFG 樁進行成孔處理。鉆進作業速度要保持均勻。設備工具為螺旋鉆，以避免螺旋孔出現。此外，施工應對孔深進行標注，并將深度誤差控制在0.1m 以下,垂直度偏差控制在1%以下[3]。

再次，混凝土灌注。采用連續灌注混凝土作業方式，當灌注至樁頂應根據既定規范要求進行澆筑處理。值得注意的是，壓灌混凝土時，要把提鉆高度嚴格控制在25cm 以下。

最后，清土與剔樁。對多余的混凝土完全鏟除。剔樁作業在成樁5 天后進行，且采用小型機械設備，以避免對地基土造成擾動。

5 結語

綜上所述，應結合原有高速公路的路基結構作用情況開展加寬施工處理工作。如此，不僅能夠提升加寬施工處理技術應用的有效性，還能保證工后的沉降控制效果達到預期。工程建設者應從長遠角度出發，做好高速公路所處地質條件、病害問題的勘查工作，以為后續加寬施工處置措施的運用提供便捷的技術支撐。