彭學(xué)東 丁瑤

摘要：既有高速公路拓寬工程中，新舊路基差異沉降控制是需要關(guān)注的重點難題。受益于泡沫輕質(zhì)土具有自重輕、減震性好、防水性強、耐久性良等特點，本文依托某公路拓寬工程提出了樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬路基技術(shù)。應(yīng)用效果表明，通過加寬路基增設(shè)小直徑鋼管樁、泡沫輕質(zhì)土填充、錨桿連接新舊路基等關(guān)鍵技術(shù)，有效提高了拓寬路基承載能力和新舊路基連接強度，降低了新舊路基的差異沉降。

關(guān)鍵詞：公路拓寬 泡沫輕質(zhì)土 錨桿 差異沉降

Research on Application of Pile-supported Anchor Bolt Foam Lightweight Soil in Widening of Existing Expressway

PENG Xuedong? DING Yao

（Sichuan Transportation Construction Group Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610047 China）

Abstract： In the existing highway widening project， the differential settlement control of the new and old roadbeds is a key problem that needs to be paid attention to. Benefiting from the characteristics of lightweight foamed soil with light weight， good shock absorption， strong waterproofness， and good durability， this paper proposes a technology for widening roadbed with pile-supported anchor foam lightweight soil based on a highway widening project. The application results show that by widening the roadbed， adding small-diameter steel pipe piles， foaming light soil filling， and anchoring the new and old roadbeds， the bearing capacity of the widened roadbed and the connection strength of the new and old roadbeds are effectively improved， and the differential settlement of the new and old roadbeds is reduced.

Key Words： Highway widening; Foam light soil; Anchor rod; Differential settlement

隨著近年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和通車量的日益增加，原有高速公路的運行能力己不能滿足現(xiàn)有交通增量的需求，導(dǎo)致新建或改建高速公路工程日漸增多。改建公路的使用性能和壽命往往受拓寬后新路基和地基承載能力的影響較大，尤其當(dāng)處理不好軟基處理、加寬路基自身壓縮穩(wěn)定和新舊路基的銜接問題，在拓寬道路正常運營后，新舊路基間容易發(fā)生過大差異沉降而導(dǎo)致在新舊路面交界處出現(xiàn)縱向裂縫，甚至發(fā)生交界面錯臺或整體滑移現(xiàn)象而破壞道路，嚴(yán)重時導(dǎo)致改建后道路無法正常運營。

作為一種新型建筑材料，泡沫輕質(zhì)土具有輕質(zhì)性、較大抗壓強度、彈塑性低、流動性大、隔熱性好、減震性好、防水性強、耐久性好、抗凍融性強、硬化后具有自立性、節(jié)能環(huán)保性良好等特點，目前已取得較為系統(tǒng)的科學(xué)研究，主要集中在材料配制工藝和基本特性[1-4]。受益于上述特性，泡沫輕質(zhì)土也逐步應(yīng)用于建筑工程、公路軟基處理、公路堤段滑塌和公路拓寬等工程實踐，取得了良好的技術(shù)效果[5-9]。尤其對于公路拓寬工程，泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用可有效解決新舊路基的差異沉降與側(cè)移問題[10-12]。依托某現(xiàn)役高速公路工程涵洞段施工，本文提出了樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬施工技術(shù)，以期為將來類似工程提供參考經(jīng)驗。

1 工程概況

成樂高速擴容E2-SG2項目，由以前的雙向四車道變?yōu)殡p向八車道，項目完工通車后將有效緩解成樂高速的擁堵，助推樂山區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。本工程位于夾江縣及樂山市中區(qū)，沿線地貌大致分為河谷堆積地貌、丘陵地貌。河谷地貌主要由河漫灘、I級階地、高階地等組成，斷續(xù)分布在岷江及其支流兩岸;丘陵地貌是沿線所穿越的主要地貌類型，包括淺切丘陵、中切丘陵和深切丘陵3種類型。根據(jù)成因類型，本工程所在區(qū)域地貌可分為侵蝕堆積地貌、構(gòu)造剝蝕地貌及侵蝕構(gòu)造三大類。為了降低新拓路基的自重荷載，標(biāo)段K100+084～K124+694路基采用泡沫輕質(zhì)土填充，合計用量約117360方。

2 工藝原理

本工程采用樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬路基技術(shù)，其工藝原理可概括為：如圖1所示，在加寬路基內(nèi)自下向上依次鋪設(shè)底部土工格室、中部土工格室、防滲土工膜和鋼絲網(wǎng)，內(nèi)部澆筑填充有泡沫輕質(zhì)土，最后在邊坡表面鋪設(shè)預(yù)制面板。在原有路基的邊坡位置開挖修筑形成臺階，通過臺階在原有路基內(nèi)部斜向打設(shè)錨桿，沿著臺階邊緣鋪設(shè)一層鋼絲格柵網(wǎng)，將錨桿外露端部通過連接件錨接在鋼絲格柵網(wǎng)上。其中，錨桿端部的連接件主要由墊板和固定卡具兩部分組成。通過打設(shè)錨桿可有效加強原有路基（填土）與加寬路基（泡沫輕質(zhì)土）的連接。此外，在原有路基的臺階底部和加寬路基的底部均打設(shè)有小直徑鋼管樁用于提高路基承載性能，其中在加寬路基底部的小直徑鋼管樁頂部通過澆筑混凝土承臺連接成一個整體，承臺表面鋪設(shè)有碎石墊層。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

圖2為樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬路基技術(shù)的施工工藝流程。其施工關(guān)鍵技術(shù)主要包括預(yù)制面板、開挖路基并修整臺階、面板基礎(chǔ)施工、泡沫輕質(zhì)土施工和涵洞施工等。

3.1預(yù)制面板

預(yù)制面板模具采用定型化膠模，選取面積適宜的預(yù)制場地（一般約1000㎡），混凝土材料采用C25小石子混凝土?，F(xiàn)場預(yù)制面板的主要流程為：加工預(yù)埋筋、鋼絲網(wǎng)→模具內(nèi)表面均勻涂抹脫模劑→澆筑第一層混凝土并振搗密實→鋪下一層鋼絲網(wǎng)→澆筑第二層混凝土，振搗密實后收面→安裝預(yù)埋筋→脫?！伟徇\→養(yǎng)護(hù)。

3.2開挖路基并修整臺階

個別工點填筑高度較高，臺階開挖宜采用小型挖機從上往下分層開挖，如果工點出現(xiàn)石方挖方時因工點靠近市區(qū)無法采用爆破手段處理，需采用合適且經(jīng)濟的方法進(jìn)行石方開挖，施工過程中使用自卸車運土至棄土，同時做好防止雨水沖刷措施，防止塌落。

3.3面板基礎(chǔ)施工

開挖保護(hù)壁面板基礎(chǔ)基坑，基礎(chǔ)澆筑完成后，強度達(dá)到一定程度時進(jìn)行保護(hù)壁面板砌筑，當(dāng)保護(hù)壁面板砌筑高度達(dá)到0.9～1.2m時，進(jìn)行輕質(zhì)土分區(qū)分隔模板安裝。如圖3所示，在保護(hù)壁基礎(chǔ)上按設(shè)計圖放樣，用墨斗彈線后安裝第一塊面板，使用水泥砂漿對上下面板錯縫砌筑（縫寬1cm）;隨后，先采用鋼筋將上下面板間的預(yù)埋筋焊接相連，再利用鋼筋拉桿將面板固接在角鋼支柱上，要求面板安裝橫平豎直，表面干凈。

3.4泡沫輕質(zhì)土施工

鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)時，橫向和縱向錨固間距分別為1.0m和2.0m，金屬網(wǎng)的平面重疊搭接寬度不宜少于25mm，搭接處采用塑料扎扣進(jìn)行綁扎和U型釘進(jìn)行錨固。

泡沫輕質(zhì)土底部基礎(chǔ)采用小直徑鋼管樁承臺，樁徑140mm，樁長9m，布置3排，頂部與承臺連接，承臺高0.8m，寬2.3m。為增加泡沫輕質(zhì)土與路堤之間的整體性，泡沫輕質(zhì)土與路堤采用6m長錨桿進(jìn)行連接，錨桿端頭與泡沫輕質(zhì)土角鋼焊接，錨桿進(jìn)入路堤為4m，進(jìn)入輕質(zhì)土為2m，每排3根錨桿，其余段每排2根錨桿，錨桿沿縱向（路線方向）間距為3m。隨后，如圖4所示進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑。

3.5涵洞施工

預(yù)制鋼筋混凝土正交蓋板涵板塊按簡支單向板設(shè)計，根據(jù)填土高度計算配筋和蓋板厚度。涵臺利用蓋板及涵底鋪砌作為上、下端的支撐，構(gòu)成框架體系。涵臺作為上端餃結(jié)、下端固結(jié)承受臺背水平壓力的豎柔進(jìn)行計算。臺帽與涵臺頂面應(yīng)鋪設(shè)厚度2cm的橡膠緩沖墊。

涵臺和基礎(chǔ)混凝士均采用分層澆筑方式，上下混凝土澆筑層的溫差不宜超過20°C。基礎(chǔ)頂層混凝土澆筑時，應(yīng)與底板以上30cm涵臺或涵身梗肋同步澆筑。

洞身在順?biāo)较驊?yīng)根據(jù)地形、地基土壤情況，每隔4～6m設(shè)置一道貫穿整個斷面的沉降縫。洞口與洞身分離砌筑。沉降縫縫寬1～2cm，縫內(nèi)填充瀝青麻絮。

4 施工效果分析

本工程針對高速公路涵洞段樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬施工方法進(jìn)行完善，在原有路基邊坡修筑臺階，埋入錨桿，在臺階上布設(shè)鋼絲格柵網(wǎng)，加寬路基內(nèi)填充泡沫輕質(zhì)土，土底部設(shè)置小直徑鋼管樁基礎(chǔ)，最終集成了樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬路基技術(shù)。通車運營后，選取多個拓寬路基段典型斷面開展長期觀測。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，通車5個月后新舊路面的差異沉降僅為1.8mm左右，并呈現(xiàn)穩(wěn)定的趨勢。

與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，本技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）加寬路基內(nèi)填充泡沫輕質(zhì)土，泡沫輕質(zhì)土施工性好、滲透及吸水性低、導(dǎo)熱系數(shù)小、具有較好的耐久性，可有效緩解新舊路基的差異沉降病害。

（2）原有路基邊坡修筑臺階并內(nèi)置錨桿，錨桿外露端部與鋼絲格柵網(wǎng)錨固連接。通過打設(shè)錨桿連接原有路基與加寬路基，可有效提高新舊路基交界處的連接強度，防止路基沿結(jié)合面的滑動破壞。

（3）在原有路基的臺階底部和加寬路基的底部均打設(shè)有小直徑鋼管樁，其中在加寬路基底部的小直徑鋼管樁頂部通過澆筑混凝土承臺連接成一個整體，有助于提高拓寬路基承載能力。

5 結(jié)語

依托成樂高速擴容工程，本文提出了樁承式錨桿泡沫輕質(zhì)土拓寬路基技術(shù)。該技術(shù)通過加寬路基增設(shè)小直徑鋼管樁、泡沫輕質(zhì)土填充、錨桿連接新舊路基等關(guān)鍵技術(shù)，有效提高了拓寬路基承載能力和新舊路基連接強度，降低了新舊路基的差異沉降，為將來類似工程提供參考經(jīng)驗。

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