新舊公路路基差異沉降機(jī)理與銜接控制技術(shù)應(yīng)用研究

林龍強(qiáng)

（長沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，福建 福州 350013）

1 新舊公路路基差異沉降機(jī)理分析

（1）要對(duì)新舊公路路基沉降機(jī)理進(jìn)行研究，確定引起其沉降的因素。根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果可知，公路路基沉降主要是由路基變形所造成的。例如，在新舊公路之間存在一定的沉降差異，在舊路路基中的沉降主要是由于路基填筑材料質(zhì)量差、新舊路基之間存在差異、舊路路基不均勻沉降等多種因素造成的，如果公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形，當(dāng)公路路基變形問題解決后，就會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的影響。在這種情況下，如果沒有采取有效措施對(duì)其進(jìn)行處理和控制，就會(huì)對(duì)新舊公路之間的銜接造成嚴(yán)重影響，從而影響行車安全。

（2）要對(duì)引起新舊公路路基沉降的原因進(jìn)行分析和研究。在新舊公路銜接工程中，由于舊路路基沉降而造成新路路面開裂等問題是比較常見的情況，從而導(dǎo)致公路產(chǎn)生斷裂問題。在舊路改造工程中，如果出現(xiàn)新路路基變形或路基不均勻沉降導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫問題也是比較常見的情況。例如，在新舊公路工程銜接施工中，如果不采取有效措施就會(huì)造成路面出現(xiàn)開裂等問題。因此，要對(duì)引起新舊公路路基沉降問題進(jìn)行研究分析，確保能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效處理和控制。

2 新舊公路路基銜接控制技術(shù)

2.1 三軸攪拌樁技術(shù)

三軸攪拌樁法是采用3 種不同性能的水泥材料在一定的設(shè)備作用下利用水泥漿對(duì)地基進(jìn)行加固。由于在施工過程中需要對(duì)地基進(jìn)行攪拌處理，因此，采用這種方法提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，采用三軸攪拌樁法可減少新舊公路之間的差異沉降問題，提高銜接施工質(zhì)量、有效改善地基的強(qiáng)度。三軸攪拌樁法可以利用水泥漿進(jìn)行攪拌，對(duì)地基強(qiáng)度具有一定的增強(qiáng)效果。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法主要是指通過強(qiáng)夯對(duì)地基進(jìn)行處理，使地基能夠達(dá)到一定的強(qiáng)度和承載能力。強(qiáng)夯在實(shí)際施工中可以分為兩種：強(qiáng)夯置換法和強(qiáng)夯擠密樁法。強(qiáng)夯擠密樁法的主要施工流程：首先組裝強(qiáng)夯設(shè)備，然后對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)備的夯錘位置，將強(qiáng)夯設(shè)備放置在相應(yīng)的位置上并設(shè)置強(qiáng)夯的參數(shù)，其中主要包括夯錘的質(zhì)量、落距、夯點(diǎn)間距等。通過對(duì)夯錘進(jìn)行反復(fù)提升和落下操作，使地基得到有效加固。強(qiáng)夯置換法的施工流程：首先對(duì)地基進(jìn)行處理，然后在地基上設(shè)置夯點(diǎn)，再確定夯點(diǎn)位置，最后將強(qiáng)夯設(shè)備放置在相應(yīng)的位置上并設(shè)置強(qiáng)夯參數(shù)。在具體施工過程中，要保證夯錘與地面的垂直度，確保夯實(shí)質(zhì)量，要確定強(qiáng)夯設(shè)備的重量、錘徑、落距等參數(shù)以及強(qiáng)夯設(shè)備與夯錘之間的距離。在實(shí)際施工過程中，還要完善強(qiáng)夯施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)方法，以保證滿足施工要求。要想獲得路基沉降預(yù)測(cè)模型，可以參考以下公式：

式中：S——路基沉降曲線；

e——土地變形量；

n——現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)；

m——n/3；

2.3 換填技術(shù)

在公路路基施工中可以采用換填法有效應(yīng)對(duì)新舊公路路基差異沉降問題。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要將施工區(qū)域的軟土通過挖掘處理，回填強(qiáng)度較高、壓縮性較低的碎石、土礦渣等材料，提高公路路基施工區(qū)域的穩(wěn)定性。在公路路基施工過程中，通常使用天然砂粒作為回填材料，且在對(duì)原有路基施工區(qū)域的軟土進(jìn)行挖掘過程中，要確保挖掘區(qū)域控制在2m 以內(nèi)。施工人員可以采用分層填筑、分層壓實(shí)、分層檢測(cè)壓實(shí)度的方法進(jìn)行換填。通過這種方式可有效提高原有公路路基的承載力、抗變形水平和穩(wěn)定性。在實(shí)際換填過程中，施工人員需要對(duì)砂粒的粒徑、含量和級(jí)配進(jìn)行全面檢測(cè)，保證后期壓實(shí)度，有效規(guī)避沉降問題。

2.4 排水預(yù)壓技術(shù)

在新舊公路路基施工過程中，通過應(yīng)用排水預(yù)壓技術(shù)可有效解決公路路基沉降問題。排水預(yù)壓技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要施工區(qū)域進(jìn)行排水和預(yù)壓，使施工區(qū)域的土體產(chǎn)生一定程度的固結(jié)和壓縮。在公路路基施工工作正式開展之前，需要先使土體產(chǎn)生沉降，通過這種方式可有效提高路基施工區(qū)域土體強(qiáng)度，確保在公路路基施工后能夠有效降低沉降系數(shù)，保證路基的穩(wěn)定性和安全性。在排水預(yù)壓技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，需要使路基施工區(qū)域的土體發(fā)生固解，在這一過程中需要設(shè)置特定的排水通道。只有提前預(yù)設(shè)排水通道，才能使土體中的孔隙水通過排水通道有效排除，實(shí)現(xiàn)超孔隙水應(yīng)力消散、提高土體強(qiáng)度的目的。

2.5 復(fù)合地基技術(shù)

復(fù)合地基施工技術(shù)在實(shí)際施工過程中使用了不同的施工材料和施工技術(shù)，可以有效提高路基穩(wěn)定性，防止路基出現(xiàn)變形、沉降等問題，在公路路基施工過程中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。在公路路基施工過程中，如果施工區(qū)域?qū)儆趶U棄土礦、垃圾填埋或危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存區(qū)域，復(fù)合地基施工技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在公路路基施工過程中，施工人員可以結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)用混凝土加筋技術(shù)、混凝土懸臂樁加強(qiáng)技術(shù)等不同類型的復(fù)合地基施工技術(shù)。

2.6 加強(qiáng)土工材料處理

在舊路改造工程中，由于路基填料的材料性質(zhì)不同，新舊路基之間會(huì)存在一定的差異性，在這種情況下，需要在新舊路基之間加入一定的土工材料進(jìn)行處理。土工材料處理技術(shù)主要是通過將土工材料應(yīng)用于路基填筑中，消除新舊公路之間的差異沉降。這種技術(shù)能夠有效提高新舊公路之間的穩(wěn)定性，使其具有良好的使用性能。

在對(duì)新舊公路進(jìn)行處理時(shí)，可使用土工布和土工膜來對(duì)其進(jìn)行加固，以提高新舊公路之間的穩(wěn)定性。具體來講，首先要選擇好施工路段，然后全面了解路基路面的施工情況，根據(jù)工程實(shí)際情況選擇合理的處理方式。一般來講，可通過兩種方式對(duì)新舊公路之間進(jìn)行處理：一是用土工布對(duì)其進(jìn)行加固。這種技術(shù)主要是在新舊路基之間加入一定的土工布和土工膜，對(duì)路基路面施工過程中產(chǎn)生的不均勻沉降進(jìn)行有效控制。這種方式可有效減少由于路基路面施工不當(dāng)而導(dǎo)致的沉降問題，使路基路面達(dá)到良好的平整度和穩(wěn)定性。二是將土工材料與瀝青混合料混合使用，可有效提高路基路面施工質(zhì)量和施工效率。具體來講，就是在舊路改造工程中，將水泥穩(wěn)定碎石基層材料與瀝青混合料混合使用，通過這種方式可解決新舊公路之間的差異沉降問題。

3 新舊公路路基銜接部位施工技術(shù)

3.1 土工格柵施工技術(shù)

土工格柵是一種應(yīng)用非常廣泛的土工材料，這種材料具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和較好的韌性，因此，在施工過程中可應(yīng)用于各類工程。在新舊公路銜接部位使用土工格柵，可增強(qiáng)路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低路基之間的差異沉降。首先，在施工過程中要對(duì)路基進(jìn)行清理，保證路基表面平整、潔凈，沒有雜物。其次，要在鋪設(shè)土工格柵前對(duì)舊路面進(jìn)行處理，確保舊路面沒有坑洼、破損等情況。如果舊路面出現(xiàn)破損、坑洼等情況，需要使用專業(yè)的修復(fù)設(shè)備進(jìn)行修復(fù)處理。最后，在鋪設(shè)土工格柵時(shí)要確保土工格柵之間的搭接長度大于20m，且每一片土工格柵都能與其下面的路基完全接觸。例如，在應(yīng)用土工格柵施工技術(shù)中，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將雙向鋼塑土工格柵極限抗拉強(qiáng)度設(shè)置為大于50kN/m，2%伸長率時(shí)的抗拉強(qiáng)度設(shè)置為20kN/m，極限伸長率要小于3%，連接點(diǎn)的極限分離力小于300N。

3.2 土工織物施工技術(shù)

土工織物是一種新型的建筑材料，具有良好的抗拉強(qiáng)度和抗穿刺強(qiáng)度，并且具有較強(qiáng)的耐久性，施工中可使用土工織物對(duì)新舊公路之間的搭接縫進(jìn)行處理。在施工過程中，要對(duì)土工織物進(jìn)行一定的切割和整理，確保搭接長度在20cm 以上，并且要確保土工織物在切割和整理中不會(huì)出現(xiàn)斷裂、磨損等問題，保證新舊公路之間的填土高度在20cm 以上。需要注意的是，在對(duì)土工織物進(jìn)行切割和整理時(shí)，要先對(duì)其進(jìn)行裁剪處理，然后將其鋪設(shè)到新舊公路之間的填土中。

3.3 搭接縫施工技術(shù)

為了避免新舊公路之間產(chǎn)生嚴(yán)重的差異沉降，需要在新舊公路之間使用高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的材料進(jìn)行填筑處理。具體來說，可使用砂礫材料或碎石材料進(jìn)行填筑，這樣可有效提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低新舊公路之間的差異沉降問題。如果在新舊公路之間存在一定的高度差，需要使用搭接部位對(duì)路基進(jìn)行處理，可采用土工格柵和土工織物等材料進(jìn)行搭接處理。在對(duì)搭接縫進(jìn)行施工時(shí)，要確保搭接長度在20m 以上，并在施工過程中加強(qiáng)對(duì)搭接部位的管理和控制，避免出現(xiàn)過大的沉降差問題。

4 案例分析

連江縣曉澳至道澳公路（二期）赤灣至道澳段工程為一級(jí)公路，地處福建省東部沿海灘涂地帶，河網(wǎng)交織，該地區(qū)每年平均降雨量為134mm。該公路有75%的路段位于15～41m 厚的軟土地基上。在該工程施工過程中發(fā)現(xiàn)，新老路基沉降差異過大，究其原因是與接縫處滲水嚴(yán)重、碾壓變數(shù)不當(dāng)有直接關(guān)系。所以，在對(duì)該工程進(jìn)行施工過程中，主要需要對(duì)接縫處滲水問題進(jìn)行處理。此外，要嚴(yán)格控制碾壓次數(shù)。首先，在對(duì)接縫處滲水問題進(jìn)行處理過程中，要將老路基邊坡上的草皮、雜物清理干凈，并在老路街邊挖掘高100cm、寬80cm 的臺(tái)階。此外，要在原有地表上50cm 范圍內(nèi)填筑天然砂粒，使其頂面形成3%的流水橫坡。在老路基拼接縫1.5m 寬內(nèi)使用優(yōu)質(zhì)黏土和普通硅酸鹽水泥進(jìn)行處理，提高新老路基整體的受力能力。最后，要在新老路面路徑邊緣處設(shè)置寬15cm、高20cm 的水泥砂漿擋水堰。在對(duì)碾壓次數(shù)不當(dāng)問題進(jìn)行處理的過程中，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，提出嚴(yán)格的技術(shù)要求，在碾壓中也要做好記錄。可使用自重12～18t 的三輪壓路機(jī)和18～35t 的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工。在具體施工過程中，要按照靜壓、弱振、強(qiáng)振和強(qiáng)振、弱振、靜壓的方式循環(huán)施工，這樣才能對(duì)碾壓過程中的“彈簧”問題進(jìn)行有效控制。

5 結(jié)語

總之，在分析新舊公路路基沉降機(jī)理時(shí)，要對(duì)沉降因素、引起沉降的原因進(jìn)行分析。三軸攪拌樁技術(shù)、強(qiáng)夯法、換填技術(shù)、排水預(yù)壓技術(shù)、復(fù)合地基技術(shù)和土工材料處理都是銜接控制技術(shù)最主要的內(nèi)容。在對(duì)新舊路基銜接部位進(jìn)行施工中，可采用土工格柵施工技術(shù)、土工織物施工技術(shù)和搭接縫施工技術(shù)，以提高新舊公路路基的穩(wěn)定性，保證交通安全。