高速公路加寬路基沉降差異及控制技術探討

賀如意

中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710000

通過對老高速公路的擴建加寬施工，能夠進一步快速提升高速公路的運輸能力，并加強地域之間的經濟聯系。然而，在高速公路具體加寬施工的過程中，往往存在的問題比較多，很容易出現沉降不一致的情況，直接對公路的壽命和運輸能力造成不良影響。因此，有必要進一步分析高速公路加寬工程沉降差異的影響因素，并及時采取有效的對策，在最大程度上保證公路的質量。

1 加寬路基沉降差異的影響因素

由于老高速公路的運行時間相對比較長，在其運營過程中，軟土地基在連續荷載的作用下，其中的水分會被及時排除出去，能夠很好地解決土顆粒之間的蠕變問題。老高速公路的固結沉降和次固結沉降在加寬新建期間基本結束，路基也逐漸穩定下來。為了提高新建路基的穩定性，常采用初始沉降、固結沉降、次固結沉降等處理措施，但由于處理的時間相對較短，給沉降差異問題的發生埋下了隱患。隨著公路使用時間的不斷延長，沉降差異會越來越大，同時，由于新老地基壓縮模量存在差異，很容易導致沉降差異問題的發生，從而影響行車安全。為了有效避免該問題的發生，需要對相關因素進行合理的控制。

2 加寬路基沉降控制技術

2.1 軟土地基處理

在當前軟土地基的處理過程中，經常會采用換填法、復合地基法、排水固結法、強夯法等措施。根據過去的處理經驗，采用快速固結法能夠有效保證地基處理效果，縮減工期；復合地基法在工程施工中的應用也相對較多，能減緩沉降變化趨勢，避免新老地基出現嚴重的沉降差異問題。在實際施工的過程中，需要綜合考慮地質情況、建筑材料、機具設備、建設時間及地區環境，合理選擇地基處理方法，按照相關設計規范要求施工，加寬路段的地基回彈率應該保持在40MPa左右。工程現場實際較多采用預制管樁、水泥土攪拌樁處理（濕噴法或干噴法）、路基泡沫輕質土填筑、新舊路基處加設素砼樁、換填碎石或換填灰土、鋪設鋼塑格柵等技術措施進行處理，根據施工經驗，這些處理措施能取得比較好的效果。

2.2 臺階開挖

新老地基的結合常采用臺階拼接的形式，該方式可以讓新老地基的結合更加緊密，有效減少沉降差異問題的發生。在當前加寬路基施工中，經常會采用直接開挖的方式，開挖和填筑施工同步進行。在開挖前，應根據老路路基穩定性的要求，合理確定開挖臺階的大小。在開展擴寬施工的過程中，首先需要挖出老路的路肩，挖除寬度應保持在40cm左右，然后進行路基邊坡的開挖，從而形成內傾斜臺階。臺階的寬度保持在2m以上，高度按照設計圖紙要求確定，然后采用分層填筑的方法對路堤進行加寬處理。為了保證路基的結合效果，新老路基的結合面應保持在2m左右，這樣能保證拼接處有效的黏結性和密實性。新舊路基的臺階開挖應自下而上隨填土高度逐層進行。為了避免臺階被雨沖刷，可以用彩條布進行覆蓋或噴刷水泥砂漿進行防護；為了確保新路結合處壓實效果，可以采用小型振動夯機對臺階內側接縫位置進行補充夯壓，確保結合處碾壓密實。

2.3 土工格柵加固施工

對每層臺階頂面和路基底部進行土工格柵的加筋施工，可以避免集中荷載傳遞到新路基中，讓新老路基的填料共同承受外力，避免新老地基荷載差異過大而導致地基沉降差異過大問題的發生。土工格柵在達到設計應力的狀態時會產生一定的變形，并容易在該力的作用下導致橫向位移的發生，如果位移超過一定值，就很容易導致裂縫問題的發生。為了避免這種情況的發生，在土工格柵施工的過程中，應該將預應力施加到其上方，在其發生變形之后再進行填土操作，這樣可以起到避免裂縫產生的作用。通常情況下，土工格柵位置的設計越靠上效果越好，因此常在路基的上部鋪設。

2.4 增設反壓護道施工

如果地基的深度過深，為了保證路基的穩定性，需要合理設計填土護坡道，避免軟土地基和路堤邊坡在護坡道重力作用下產生嚴重的側向位移，避免在路基加寬施工中受到地基癱軟起拱效果的影響，從而進一步提升路堤的穩定性，確保路基的施工質量。通常，在施工過程中，反壓護道的高度為路堤高度的一半，并根據邊坡穩定性的要求，合理設計每側反壓護道的寬度。

2.5 強化路基加寬的壓實度

在路基的實際施工過程中，首先應清除老路邊坡及地表的圬工材料、垃圾、耕植土等，然后對地基進行壓實處理，壓實度應不小于90%。如果對新路基進行搭接，需要重新開挖臺階，臺階寬度應該按照2m進行控制，臺階的高度需要根據公路情況合理選擇。在連接處加鋪一層4m的剛塑雙向土工格柵，并用U型鋼釘固定于臺階之上，搭接的寬度不應該小于10cm，并用U型鋼釘或鍍鋅鋼絲固定捆綁。在對路基進行壓實處理的過程中，通常會采用沖擊碾壓和一般性振動碾壓，碾壓的過程中遵循從外向內的原則。在完成一定層次的填筑碾壓之后，應及時進行沖擊碾壓處理，并保證新老路基的碾壓質量。為了減少加寬路基的不均勻沉降，當填土高度較高時，可以進行路基等載或超載預壓。

3 加寬路基沉降標準的控制措施

3.1 做好對老路基的調查工作

在加寬工程開始施工前，一定要做好對原有路基的調查工作，對舊路基的情況進行科學的評價，科學預測新舊路基拼接可能造成的沉降問題。（1）做好對路基的調查工作。調查已有路基的病害、隱患以及原有公路的實際排水能力，摸排路基已經產生的沉降問題，深入分析橋頭的跳車點。（2）做好對路基的評價工作。判斷路基高程是否滿足洪水頻率要求，評價路基內部的干濕狀態，分析路基的實際承載能力、病害類型、分布范圍、規模和成因。（3）做好對路基的相關調查試驗。通過現場承載試驗，掌握路面的回彈模量；通過路基的重型動力觸探測試，掌握路基結構的承載能力和抵抗變形的能力；通過環刀法，測試路基的濕度。

3.2 確定路基沉降標準

在實際公路調查中發現，舊路的中心線和規劃的中心線不重合，如目前參建施工的寧合高速擴建工程中，有的路段需要進行雙側加寬，有的路段為單側加寬，路基沉降觀測標準是路基設計中相當關鍵的一部分。對于單側拼寬的路段，新老路面中間由于有隔離帶，加寬部分的路基建設可以采用新建容許工程沉降標準進行控制，在考慮加寬工程的實際特性后，將路段提高一級，按照新建道路涵洞、箱涵處容許沉降進行控制，沉降率不得超過20cm。對于雙側拼寬的路段，加寬道路橫坡度在交工之前，其增加值不應超過0.5%。在一般的工程設計中，會將拼寬的寬度限定在14～18m。根據相關計算公式，可以計算出新舊路肩的沉降差異應該控制在3～10cm。

3.3 合理布置觀測點

（1）布置沉降測點時應將臨空、橋頭和小型構造物作為重點監測路段。（2）一般軟基處理路段沉降觀測斷面設置間距為100～200m，橋頭軟基處理路段設置2～3個觀測斷面。非軟土一般路段沉降觀測斷面設置間距為1000～2000m。所有大、中、小橋（包括通道橋）位置均需設置一組沉降觀測點，觀測點位于橋頭引道搭板外。（3）橫斷面兩側共布設5個觀測點：舊路左側路緣帶（僅單側設置）和舊路硬路肩外側位置各設置1處觀測點，采用道釘打入；拼寬路基土路肩范圍內設置1處位置觀測點，埋設沉降板。（4）在沿河塘段進行拼寬路基填筑時，為了確保路基穩定性，應在路基坡腳處設置測斜管，對路基穩定性進行監測。

3.4 觀測技術要求

根據高速公路施工觀測與動態控制的需要，填筑期應滿足四等變形觀測要求，按三等水準測量要求進行觀測；路基施工期、路面施工期和缺陷責任期應滿足三等變形觀測要求，按二等水準測量要求進行觀測。根據施工進度，路基的沉降觀測可以分為三個階段，即路基施工期觀測、路面施工期觀測和缺陷責任期觀測。路基施工及預壓期每月觀測2次，路面施工期每月觀測1次，缺陷責任期每季度觀測1次。加寬路基路床填筑結束后，沉降速率連續2個月小于3mm，才能進行路面底基層、基層的施工。當路面底基層、基層施工結束后，沉降速率連續2個月小于2mm，才能進行路面面層的施工。

4 結束語

隨著時代的不斷發展，對高速公路施工質量提出了更高的要求，各種高速公路加寬工程越來越多。對于當前高速公路加寬工程施工中出現的質量問題，施工單位應該予以足夠的重視，認真分析問題發生的原因，并及時采取針對性的措施，制訂更加合理的施工方案，將先進的施工技術應用到實際施工中，促進高速公路加寬建設的持續發展。