李 本 鵬

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

我國的高速公路經(jīng)歷著飛速的發(fā)展和深刻的變革，截至2019年，中國公路總里程已達(dá)484.65萬km、高速公路達(dá)14.26萬km，居世界第一；“十三五”期間全國高速公路將新增通車?yán)锍?.6萬km，2020年高速公路通車?yán)锍虒⑦_(dá)16.9萬km，增長率為37%。70多年來，中國公路交通總體上經(jīng)歷了從“瓶頸制約”到“初步緩解”，再到“基本適應(yīng)”經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的發(fā)展歷程，一個(gè)走向現(xiàn)代化的綜合交通運(yùn)輸體系正呈現(xiàn)在世界面前。根據(jù)《山東省高速公路網(wǎng)中長期規(guī)劃(2014—2030年)調(diào)整方案》，山東省將形成“九縱五橫一環(huán)七連”高速公路網(wǎng)布局，總里程約8 830 km。提出以青島至夏津(魯冀界)高速公路支線形成“濟(jì)南繞城高速二環(huán)線”，同時(shí)明確2020年建成濟(jì)南繞城高速二環(huán)線東環(huán)段。

1 項(xiàng)目概況

濟(jì)南大東環(huán)項(xiàng)目路線起自濟(jì)青高速的唐王樞紐立交，順接濟(jì)南繞城高速公路二環(huán)線北環(huán)段青銀高速；路線終點(diǎn)位于曹范互通接京滬高速，并順接規(guī)劃濟(jì)南繞城高速公路二環(huán)線南環(huán)段。本項(xiàng)目作為濟(jì)南繞城高速二環(huán)線的組成路段，同時(shí)兼有京滬高速公路濟(jì)南東繞城并行線功能，其建設(shè)對(duì)優(yōu)化、完善區(qū)域路網(wǎng)布局，滿足城市“東拓”戰(zhàn)略發(fā)展需求，強(qiáng)化新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換先行區(qū)與濟(jì)南東部城區(qū)連接，消除京滬高速濟(jì)南段的交通瓶頸，發(fā)揮路網(wǎng)整體效益，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展具有重要作用。路線全長23.594 km，全線主線共設(shè)橋梁4 133.62 m/12座，其中特大橋1 482.5 m/1座，大橋2 319.12 m/5座，中橋332 m/6座，共設(shè)涵洞34道；互通立交6處，其中樞紐互通2處，一般互通4處；分離立交10處，其中與鐵路交叉3處，與公路交叉7處；共設(shè)通道橋8座；服務(wù)區(qū)1處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處、監(jiān)控通信分中心1處、匝道收費(fèi)站4處，章丘連接線1處。

2 濕陷性黃土路段地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報(bào)告，本項(xiàng)目沿線K13+055～K13+300，K13+600～K13+850，K15+900～K16+900，K19+400～K23+100，局部分布一層3.0 m～5.8 m厚度的黃土層，通過調(diào)查周邊工程黃土層濕陷性試驗(yàn)，濕陷性系數(shù)δs為0.016～0.107，濕陷性輕微～中等，濕陷起始?jí)毫?0 kPa～186 kPa；該層黃土部分具濕陷性，濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)～Ⅱ級(jí)[1]。

高速公路、一級(jí)公路通過濕陷性黃土和壓縮性較高的黃土地段時(shí)，可根據(jù)路堤高度、受水浸濕的可能性、濕陷后危害程度和修復(fù)的難易程度，按表1確定濕陷性黃土地基最小處理深度。

表1 濕陷性黃土地基最小處理深度

3 強(qiáng)夯法施工

濟(jì)南市位于季節(jié)性流水地區(qū)，對(duì)于Ⅰ級(jí)～Ⅱ級(jí)非自重性濕陷性黃土，要求地基處理最小深度為0.8 m～2 m。因此，對(duì)濕陷性黃土路段路基段地基表層處理采用強(qiáng)夯，對(duì)于距離村莊較近(<120 m)不能采用強(qiáng)夯處理的路基段，選用25 kJ三邊形沖擊壓路機(jī)，清除表土后沖擊碾壓20遍，壓實(shí)度不小于90%。沖擊壓實(shí)遍數(shù)推薦值10遍～20遍，具體遍數(shù)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)段確定，若不能達(dá)到壓實(shí)度要求，需增加壓實(shí)遍數(shù)[3]。

1)橫向處理范圍：處理至路基坡腳外側(cè)3 m處。

2)參考參數(shù)：強(qiáng)夯開始正式施工前，應(yīng)根據(jù)初步確定的參數(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)選擇有代表性的地段進(jìn)行試夯，根據(jù)試夯結(jié)果及時(shí)調(diào)整強(qiáng)夯的各項(xiàng)參數(shù)。a.單擊夯擊能。夯錘選用重量10 t、底面直徑2.25 m的圓柱形鑄鐵或在鋼殼內(nèi)填充混凝土制成的錘，單擊夯擊能為1 500 kN·m。b.夯擊遍數(shù)及夯點(diǎn)布置。施工時(shí)，分3遍夯實(shí)，第1遍，2遍為點(diǎn)夯，夯點(diǎn)呈正方形分布，夯點(diǎn)間距6.0 m；第3遍為滿夯，夯點(diǎn)彼此搭接1/4連續(xù)夯擊，目的是加固表層，夯擊能為800 kN·m。按由內(nèi)向外逐點(diǎn)的原則，先夯擊路中線處的夯點(diǎn)，然后平行于路中線由內(nèi)向外向路兩側(cè)夯擊，完成強(qiáng)夯區(qū)域全部夯點(diǎn)的施工。點(diǎn)夯時(shí)，應(yīng)對(duì)每一夯點(diǎn)的夯擊能、夯擊次數(shù)、每次夯擊的沉陷量等進(jìn)行量測(cè)和記錄。夯擊時(shí)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起，不應(yīng)因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。c.單點(diǎn)擊數(shù)。夯擊次數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定。單點(diǎn)擊數(shù)參考值為：第1，2遍點(diǎn)夯為8次夯擊，第3遍為2次夯擊。d.強(qiáng)夯收錘標(biāo)準(zhǔn)。止夯條件為滿足下列條件之一：最后2擊平均夯沉量不大于5 cm，夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起，不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。e.間歇時(shí)間。兩遍夯擊間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，間隔時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間，以超孔隙水壓力消散75%以上所需時(shí)間為兩遍夯擊的間歇時(shí)間。根據(jù)有關(guān)實(shí)測(cè)資料，對(duì)滲透性較小的粘性土地基，間歇時(shí)間宜取3周～4周。本項(xiàng)目地基土層多為粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂，滲透性相對(duì)較大，間歇時(shí)間應(yīng)不低于3 d，施工時(shí)根據(jù)試夯參數(shù)最后確定。第二遍夯擊結(jié)束后，根據(jù)孔隙水壓力的檢測(cè)結(jié)果確定點(diǎn)夯與滿夯之間的間隔時(shí)間[2]。

3)地基承載力要求：強(qiáng)夯完成一個(gè)月內(nèi)應(yīng)對(duì)地基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，一般不小于220 kPa，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)夯。K22+340～K22+581濕陷性黃土路基網(wǎng)格化處理及濕陷性黃土路基試夯見圖1，圖2。

4 強(qiáng)夯止夯標(biāo)準(zhǔn)探究

在項(xiàng)目強(qiáng)夯試夯過程中，出現(xiàn)了最后兩擊的平均沉降量大于5 cm、最后兩擊反彈值較大等情況，對(duì)于強(qiáng)夯的止夯產(chǎn)生影響，具體情況如表2所示。

表2 原地面部分夯實(shí)記錄表

為消除最后兩次夯擊平均沉降量反彈對(duì)止夯的影響，項(xiàng)目辦組織施工二標(biāo)在該路段進(jìn)行了兩種方案的試夯試驗(yàn)：第一種，填筑0.5 m建筑垃圾礫料后進(jìn)行強(qiáng)夯試夯作業(yè)；第二種，填土2.0 m后再進(jìn)行強(qiáng)夯試夯作業(yè)如表3，表4所示。

表3 0.5 m填筑建筑礫料試夯記錄表

表4 2.0 m填土后試夯記錄表

濕陷性黃土路基在填筑0.5 m建筑垃圾礫料后，最后兩擊平均夯沉量滿足不大于5 cm止夯條件，填土2.0 m的方案，最后兩擊平均夯沉量較大，且仍存在反彈現(xiàn)象，證明采用0.5 m建筑礫料進(jìn)行回填強(qiáng)夯的濕陷性黃土路基基底處置方式是可行的。

5 結(jié)語

強(qiáng)夯結(jié)束后，大東環(huán)項(xiàng)目辦對(duì)處理后的該段路基進(jìn)行了靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)(見圖3)，處理后的路基承載力大于220 kPa，符合設(shè)計(jì)要求，說明經(jīng)建筑礫料與強(qiáng)夯組合處理過的地基，可以把上部荷載擴(kuò)散到下面的下臥層，以滿足上部建筑所需的地基承載力和減少沉降量的要求。證明該方法是有效的，質(zhì)量控制是可靠的，具有在全線推廣應(yīng)用的價(jià)值。