林嬋華 陳海湘

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院 道路工程系，福建 福州 300007)

0 引言

為適應(yīng)各地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些運(yùn)營(yíng)力不足的高速公路需進(jìn)行拓寬。而新老路基搭接處由于施工時(shí)間差異、地基承載力差異、沉降差異等，在行車(chē)荷載作用下，可能會(huì)引起搭接部位出現(xiàn)縱向裂縫而造成行車(chē)不安全。如何有效解決拼接處可能產(chǎn)生的裂縫是拓寬路基拼接需要解決的問(wèn)題。

本文通過(guò)對(duì)新老路基常見(jiàn)的病害特點(diǎn)，結(jié)合福建高速公路路基拓寬時(shí)采取的措施，分析新老路基搭接處理施工工藝的影響因素，為道路拓寬中新老路基搭接設(shè)計(jì)施工提供參考。

1 拓寬路基常見(jiàn)病害

目前拓寬中主要采取的措施是在原路基兩側(cè)加寬。通過(guò)對(duì)一些已建拓寬道路裂縫比較嚴(yán)重的典型路段進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，拓寬路基的裂縫主要為縱向裂縫，且裂縫比較集中在高路堤拓寬路基路段、軟弱地基以及原路基兩側(cè)拓寬接縫處。

針對(duì)這些病害，在拓寬路基搭接時(shí)對(duì)以上三個(gè)薄弱處的處理必須注意。

2 福廈高速公路拓寬新老路基搭接建設(shè)情況

2.1 項(xiàng)目工程地質(zhì)概況

福廈高速公路拓寬工程，全長(zhǎng)235.8km，軟土路段總長(zhǎng)約31.3km，軟土路段主要為淤泥或淤泥質(zhì)粘土，部分軟土表層有一層薄硬殼，土性以粘土或亞粘土為主。軟土厚度分布不均，深度約0～20.5m。含水量大多數(shù)路段遠(yuǎn)超過(guò)50%，孔隙比大多在1.63～1.85之間。

2.2 項(xiàng)目軟土地基處理方案

針對(duì)拓寬路基病害較易出現(xiàn)在軟弱地基上，該項(xiàng)目根據(jù)軟土地基厚度、各路段工期要求不同做了處理。首先對(duì)大段落的分離式路堤及整體新建路段，在工期要求滿(mǎn)足的前提下，采用排水固結(jié)法。對(duì)于軟土層埋深及填土高度采用的處理措施：(1)埋深小于3m的路段原路基采用換填法，拓寬路基仍采用換填處理；(2)埋深超過(guò)3m且小于12m路段，填土高度超過(guò)5m時(shí)采用PTC樁，填土高度小于等于5m時(shí)采用CFG樁；(3)埋深超過(guò)12m路段采用PTC樁。

同時(shí)對(duì)橋頭段、對(duì)擠土效應(yīng)需嚴(yán)格控制的地段、以及由于場(chǎng)地面積受限施工機(jī)具難以開(kāi)展的路段，采用小直徑鉆孔灌注樁處理。

本項(xiàng)目軟基處理過(guò)程中對(duì)各施工路段軟土地基處理施工前先進(jìn)行試驗(yàn)路段來(lái)確定施工參數(shù)，嚴(yán)格按監(jiān)測(cè)要求，加強(qiáng)施工中和施工后的檢驗(yàn)使軟土地基處理整個(gè)效果達(dá)到了預(yù)期的要求。

2.3 新老路基搭接處處理工藝

本項(xiàng)目新老路基搭接時(shí)采取的措施是：清除老路邊坡一定深度內(nèi)的表層植被土和壓實(shí)度不足的填土，方便加寬部分路堤下軟基處理；增加新老路結(jié)合部接觸面積，增強(qiáng)結(jié)合部抗剪能力；設(shè)置橫向臺(tái)階面既可以解決新老路基的整體性問(wèn)題，也為土工隔柵的使用提供一個(gè)錨固長(zhǎng)度。

項(xiàng)目通過(guò)方案研究，對(duì)當(dāng)路基填土高度<4m的路段，先表層清坡40cm，后按1∶1坡率開(kāi)挖邊坡至坡腳，地基處理完畢后逐級(jí)開(kāi)挖臺(tái)階，逐層填土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。具體施工措施和截面尺寸見(jiàn)圖1。

該處理方法的優(yōu)點(diǎn)是工作面大，工序簡(jiǎn)單，樁長(zhǎng)一致。

當(dāng)路基填土高度≥4m時(shí)，本項(xiàng)目采用的是最先開(kāi)挖最下部位臺(tái)階，在外部整平并地基處理完畢后，再開(kāi)挖上一級(jí)臺(tái)階，然后在填土施工和臺(tái)階部位地基處理完畢后又開(kāi)挖再上一級(jí)臺(tái)階，如此直至填土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

該處理措施的優(yōu)點(diǎn)是土方量少，對(duì)老路擾動(dòng)少，穩(wěn)定性易保證。具體措施和截面尺寸見(jiàn)圖2。

3 拓寬公路新老路基搭接施工建議

結(jié)合沿海福建高速公路拓寬路基施工技術(shù)介紹，對(duì)拓寬公路新老路基搭接施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采取的措施提出以下建議。

3.1 地基處理

3.1.1 地表處治

(1)在施工之前先將原地表一定范圍內(nèi)的土清除，對(duì)原有土坑進(jìn)行回填并夯實(shí)。

(2)拓寬部分地基的填土一般根據(jù)工程的具體情況選用，盡量就地取和原路基相同的填料，填料要求工程性質(zhì)優(yōu)良料。具體要求見(jiàn)表1。

表1 填料工程性質(zhì)要求

除傳統(tǒng)的填料外，采用輕質(zhì)路堤填料進(jìn)行拼接拓寬段路堤的填筑可減小對(duì)舊路基的附加壓應(yīng)力。本項(xiàng)目部分路基采用了EPS等超輕質(zhì)材料，減小地基變形及工后沉降，有效地降低裂縫產(chǎn)生的概率。

(3)施工時(shí)應(yīng)根據(jù)填土的類(lèi)別選擇正確的碾壓機(jī)具，并現(xiàn)場(chǎng)先進(jìn)行路段試驗(yàn)，以確定碾壓功率、碾壓厚度、碾壓遍數(shù)及最優(yōu)含水量等施工參數(shù)。

(4)檢測(cè)壓實(shí)度，保證填土路基質(zhì)量。

3.1.2 軟基處理

應(yīng)拓寬路段若有軟土地基，應(yīng)首先進(jìn)行軟土地基處理。目前高速公路上拓寬路基常用的軟土地基處理方法有：換填法、粉噴樁+砂墊層、塑料排水板、攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁+土工格柵、PTC樁、EPS路堤、CFG樁、PCC樁等。應(yīng)根據(jù)具體的軟土地基的地層特點(diǎn)、公路等級(jí)、工期要求、沉降要求以及環(huán)境要求等因素進(jìn)行合理選擇。

3.1.3 路基排水

水是影響路基工程質(zhì)量的主要因素之一。就路基病害的規(guī)模、范圍及成因而言，水往往是決定性因素之一。當(dāng)?shù)孛嫠虻叵滤绊懧坊€(wěn)定時(shí)，應(yīng)采取必要的引、排、攔截等措施。

除了新路基部分，在施工時(shí)對(duì)舊路基部分的排水設(shè)施設(shè)置不合理和損壞的部分也應(yīng)同時(shí)予以修補(bǔ)或重設(shè)置。

本次項(xiàng)目就對(duì)原來(lái)路段的排水設(shè)置進(jìn)行了36處的加固和添加。

3.2 搭接部分處理

新老路基搭接設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證新老路堤的緊密銜接，并保證施工過(guò)程中老路安全，同時(shí)最大限度提供施工便利性。

3.2.1 新舊路基結(jié)合部位的處理

(1)清刷舊路基邊坡。因拓寬路基裂縫比較集中在高路堤拓寬路基路段，處理時(shí)先對(duì)舊路基邊坡進(jìn)行刷坡。舊路基邊坡挖臺(tái)階，臺(tái)階高度為50～80cm，坡度根據(jù)具體土質(zhì)選擇。臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)要隨著路基填筑高度分層進(jìn)行，嚴(yán)禁一次性完成對(duì)舊路邊坡的挖臺(tái)階作業(yè)。

(2)填筑壓實(shí)。在條件許可的情況下，結(jié)合部填筑同新路基一同填筑。將舊路硬路肩挖掉至距路基頂面0.8m標(biāo)高處，與新路基一同填筑。在填筑之前，對(duì)新舊路基銜接處向內(nèi)外各1.5m的范圍進(jìn)行夯實(shí)。

(3)鋪設(shè)土工格柵。為給填筑土體提供一定抗拉強(qiáng)度，當(dāng)路基填筑至距路基頂面一定距離時(shí)，新舊路基銜接處加鋪土工格柵。在鋪設(shè)土工格柵前新舊路基銜接處進(jìn)行強(qiáng)夯后整平處理。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)注意土工格柵連接處處理。

(4)降低路堤高度。老路基對(duì)新路基的附加沉降量大小與拼接寬度、拼接高度及受力大小有關(guān)。調(diào)查的報(bào)告也顯示為高路堤拓寬路基路段出現(xiàn)裂縫，在條件許可時(shí)應(yīng)采取降低路堤高度。

3.2.2 搭接處臺(tái)階尺寸

裂縫易發(fā)生的第三處是原路基兩側(cè)拓寬接縫處，為了減少此處同時(shí)提高拓寬公路在拼接處整體強(qiáng)度，設(shè)置搭接臺(tái)階是一種簡(jiǎn)單有效的方法。

選擇合理的搭接臺(tái)階尺寸是首要解決的，通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及室內(nèi)模型分析，發(fā)現(xiàn)隨著搭接尺寸的增大，老路面所受最大拉應(yīng)力有減少的趨勢(shì)，搭接臺(tái)階設(shè)置使得應(yīng)力集中現(xiàn)象得到了緩解，新老路的受力更加均勻，可有效避免接縫后期受荷載引起應(yīng)力集中而使用接縫處變成一個(gè)易產(chǎn)生裂縫的地方。

故搭接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)路基厚度及現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)具的條件確定一個(gè)比較合理的尺寸，臺(tái)階的高寬比應(yīng)符合施工規(guī)范要求。設(shè)置的臺(tái)階尺寸過(guò)小，起不到預(yù)期的效果，機(jī)具設(shè)備也難以展開(kāi)。臺(tái)階尺寸過(guò)大一般作用有限，增加了施工的工作量和舊料。

3.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理與監(jiān)測(cè)

由于軟土地基處理及新老路基的搭接現(xiàn)階段還很難對(duì)每一種方法進(jìn)行嚴(yán)格的理論分析，很多時(shí)候只能建立在假定上而無(wú)法進(jìn)行精確的計(jì)算與設(shè)計(jì)，往往只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)路段及靠加強(qiáng)施工中檢測(cè)和施工后的質(zhì)量檢驗(yàn)來(lái)保證工程質(zhì)量。因此現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理和質(zhì)量監(jiān)測(cè)就顯得非常重要。

3.4 福廈高速公路拓寬新老路基搭接處理效果

福廈高速公路拓寬新老路基搭接處理，特別針對(duì)拓寬公路易產(chǎn)生裂縫的地方均采用有效處理措施。如根據(jù)路段的工程性質(zhì)條件經(jīng)過(guò)方案比對(duì)后選擇了合適的軟土地基處理工藝；采取降低高路堤，采用輕型高強(qiáng)度填料；根據(jù)路堤高度的不同選擇施工步驟，設(shè)置臺(tái)階并輔以土工格柵以增強(qiáng)新老路基整體性等措施。

該拓寬工程現(xiàn)已建成通車(chē)2年多，從現(xiàn)有的使用情況看，路用的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均良好。

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