羅肇劍

摘 要：陽(yáng)茂高速改擴(kuò)建工程的軟基路段，軟土賦存狀況主要為淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)細(xì)砂等，軟土埋深最大為11.5 m，對(duì)于埋深超過(guò)4 m的深層軟基，舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)法，擴(kuò)建時(shí)此部分段落比較難控制的是擴(kuò)建填土引起老路的附加荷載，從而導(dǎo)致老路發(fā)生新的沉降。因此，合理確定舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)法的拼寬路段拼寬軟基處理進(jìn)入舊路邊坡的范圍，避免老路發(fā)生新沉降導(dǎo)致老路路面開(kāi)裂，成為本項(xiàng)目改擴(kuò)建工程成敗的關(guān)鍵點(diǎn)之一。通過(guò)研究，深層軟基路段拼寬軟基處理采用管樁，新舊路基結(jié)合部分采用剩余未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制在4 m進(jìn)行處理，避免了舊路的新沉降過(guò)大導(dǎo)致的舊路面開(kāi)裂，有效的保持了舊路的穩(wěn)定性，提高了拼寬軟土地基處治的工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：改擴(kuò)建工程;舊路軟基排水固結(jié)處理;拼寬軟基處理;舊路新沉降控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 緒論

隨著廣東省和廣西北部灣經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，粵西與珠三角、廣西北部灣的聯(lián)系愈加密切，車(chē)流量越來(lái)越大，陽(yáng)茂高速服務(wù)水平普遍在四級(jí)以下。為有效緩解粵西的交通出行壓力，提升通行能力和服務(wù)水平，進(jìn)一步打通粵西連接珠三角的交通大動(dòng)脈，陽(yáng)茂高速“四改八”改擴(kuò)建工程于2018年正式啟動(dòng)。由于陽(yáng)茂高速地處沿海，其軟土賦存狀況及性質(zhì)復(fù)雜、孔隙率大、含水量高、有機(jī)質(zhì)含量高，由于路基填土較矮，一般不超過(guò)8 m，以不大于6 m填土為主，舊路深層軟基處理主要采用袋裝砂井排水固結(jié)法進(jìn)行處治。新路拼寬段軟基處理一般主要采用就地固化、高壓旋噴樁、預(yù)應(yīng)力管樁、碎石換填、水泥攪拌樁等方法。其中3 m以內(nèi)通常采用換填法，因其施工工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量較易控制，超過(guò)3 m的，為確保老路在通車(chē)條件下的穩(wěn)定性，一般采用復(fù)合地基法。為減少改擴(kuò)建期間對(duì)舊路通行水平的影響，一般改擴(kuò)建工期均控制得較為嚴(yán)格，另外廣東尤其是粵西地

區(qū)雨期長(zhǎng)、雨量大，因此路基施工窗口期一般都較為短暫，且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)清表、水泥攪拌樁、素砼樁試樁發(fā)現(xiàn)深層軟基路段老路水溝外存在舊路的施工便道，便道內(nèi)片石含量高，水泥攪拌樁、素砼樁施工機(jī)械難以鉆進(jìn)，最終確定深層軟基路段拼寬軟基處理采用預(yù)應(yīng)力管樁，以保證施工工期和施工質(zhì)量。

深層軟基路段為減少拼寬引起的老路附加荷載，若全部挖掉舊路邊坡將管樁處理覆蓋全部拼寬范圍，需要采用鋼板樁支護(hù)，造價(jià)太高，且由于老路在通車(chē)，存在安全隱患，因此拼寬部分填土仍有部分未能被管樁覆蓋，此部分填土?xí)鹄下返母郊雍奢d，導(dǎo)致老路發(fā)生新沉降，新沉降過(guò)大時(shí)會(huì)引起老路開(kāi)裂。如何解決這個(gè)問(wèn)題，成為本項(xiàng)目擴(kuò)建的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2 工程概況和軟基特點(diǎn)

2.1 工程概況

陽(yáng)茂高速公路起自陽(yáng)東縣白沙鎮(zhèn)陽(yáng)江林場(chǎng)，接在建的開(kāi)平至陽(yáng)江高速公路，止于電白縣觀珠鎮(zhèn)，接在建的茂名至湛江高速公路觀珠至坡心段，路線全長(zhǎng)79.7 km，全線采用兩側(cè)加寬為主的雙向八車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度采用120 km/h，老路整體式路基寬28 m，擴(kuò)建拼寬后整體式路基寬度42 m。

項(xiàng)目沿線位于低山丘陵與沿海平原之間的臺(tái)地和低丘陵區(qū)，以臺(tái)地地形為主，間夾沖積平原或谷地，地形起伏不大，海拔高程一般小于100 m。本路段地層較為簡(jiǎn)單，主要為第四系地層、寒武系地層及燕山期花崗巖。沿線特殊性巖土主要為軟土。

2.2 軟基特點(diǎn)

根據(jù)擴(kuò)建地質(zhì)鉆探檢測(cè)及相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)得出，舊路基下的軟土層天然含水量、孔隙比、剪切強(qiáng)度等液限指數(shù)、壓縮系數(shù)等物理力學(xué)指標(biāo)整體上相對(duì)于擴(kuò)建側(cè)自然地面下的軟土工程性質(zhì)略有提高。在老路路基附加應(yīng)力的作用下，老路基下軟土層較路基外側(cè)軟土層固結(jié)度更高。全線老路原地基根據(jù)軟土厚度、面積、地形等情況分別采用了清淤換填、袋裝砂井排水固結(jié)法等處理方式，經(jīng)過(guò)多年的自然沉降、車(chē)輛荷載壓實(shí)和精心養(yǎng)護(hù)，目前舊路路基整體穩(wěn)定;由于采用DCG工法對(duì)橋頭跳車(chē)部位進(jìn)行注漿頂升處理，頂升后路面平整度小于1 cm，處理效果良好，目前全線無(wú)橋頭跳車(chē)現(xiàn)象。

3 處治方案

3.1 拼寬軟基處理方案控制要點(diǎn)

陽(yáng)茂高速擴(kuò)建拼寬路段軟基主要采取了換填、超載預(yù)壓、管樁等處治方式，根據(jù)地質(zhì)鉆探結(jié)果和舊路周期性的路基監(jiān)測(cè)結(jié)果看，舊路基軟基沉降路段已基本穩(wěn)定。但擴(kuò)建拼寬時(shí)容易擾動(dòng)舊路基，且拼寬部分填土?xí)鹄下返母郊雍奢d，導(dǎo)致老路發(fā)生新沉降或新舊路沉降不一致，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致路面開(kāi)裂，直接影響著改擴(kuò)建的施工質(zhì)量和道路行車(chē)安全，影響擴(kuò)建工程的施工工期。因此必須科學(xué)選擇拼寬路基軟基處理方式，尤其是舊路采用袋裝砂井排水固結(jié)處理路段，要注重控制拼寬引起的老路附加荷載，避免老路新沉降過(guò)大導(dǎo)致路面開(kāi)裂。

3.2 深層軟基路段拼寬處理設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目舊路深層軟基路段舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)，袋裝砂井直徑7 cm，間距1.2 m，梅花狀布置，此部分段落目前舊路路基工后沉降趨于穩(wěn)定，未見(jiàn)明顯的差異沉降。類(lèi)似的已擴(kuò)建完成參考項(xiàng)目佛開(kāi)高速擴(kuò)建，舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)路段，拼寬未被復(fù)合地基樁體覆蓋的填土水平寬度為3.6 m，本項(xiàng)目軟基較佛開(kāi)擴(kuò)建淺，填土高度與佛開(kāi)高速擴(kuò)建基本一致，為減少二次施工平臺(tái)，深層軟基路段本項(xiàng)目拼寬未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m。

3.2.1 深層軟基路段典型拼寬斷面沉降計(jì)算

拼寬未被管樁覆蓋部分的4 m水平填土引起的老路附加荷載按照三角形分布條形荷載，采用弗拉曼公式計(jì)算，附加荷載引起的老路新沉降采用《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T D31—02—2013推薦的分層總和法計(jì)算，新沉降計(jì)算暫不考慮老路軟基固結(jié)情況，典型斷面概況及老路二次附加沉降計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，本項(xiàng)目拼寬未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m時(shí)，引起的老路附加沉降橫坡差值最大為0.16%，滿足《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/T L11—2014 中擴(kuò)建引起的老路橫坡差值不大于0.5%要求，所采用的技術(shù)指標(biāo)是恰當(dāng)?shù)模軌虮苊馄磳捯鸬呐f路開(kāi)裂。

3.2.2 典型拼寬斷面施工監(jiān)測(cè)情況

為驗(yàn)證深層軟基路段拼寬軟基處理效果，本項(xiàng)目通過(guò)埋設(shè)舊路土路肩沉降釘對(duì)其沉降進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，老路由于處于保通狀態(tài)，未設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。典型斷面的老路土路肩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，老路填土完成后100天左右，老路土路肩的沉降趨于穩(wěn)定;老路土路肩的監(jiān)測(cè)沉降數(shù)據(jù)均小于理論計(jì)算值;現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)老路路面未出現(xiàn)裂縫。

4 結(jié)論

（1）本項(xiàng)目舊路深層軟基路段采用袋裝砂井排水固結(jié)處理，擴(kuò)建拼寬時(shí)未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m，經(jīng)過(guò)約2年的加載期，目前老路典型斷面的實(shí)測(cè)土路肩沉降最大值為12.4 mm，施工過(guò)程老路路面未出現(xiàn)開(kāi)裂情況，處理效果良好，既滿足規(guī)范要求，節(jié)約了造價(jià)，又保證了路基拼接質(zhì)量，值得類(lèi)似的擴(kuò)建工程拼寬軟基處理借鑒。

（2）目前典型斷面的實(shí)測(cè)老路土路肩沉降已趨于穩(wěn)定，最大沉降斷面K3301+165實(shí)測(cè)沉降為12.4 mm，該斷面不考慮老路軟基固結(jié)情況的計(jì)算理論老路土路肩沉降為19.4 mm，按照目前的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反算老路軟基固結(jié)度為36%，與擴(kuò)建前老路整體穩(wěn)定，路面裂縫極少，未見(jiàn)橋涵位置跳車(chē)情況矛盾，對(duì)于老路軟基采用排水固結(jié)處理時(shí)，老路軟基的固結(jié)程度，擴(kuò)建對(duì)老路的軟基處理影響程度，仍值得進(jìn)一步研究。

（3）對(duì)于舊路深層軟基路段采用排水固結(jié)處理的路段，擴(kuò)建時(shí)，拼寬部分軟基處理應(yīng)優(yōu)先考慮采用復(fù)合地基，減少擴(kuò)建對(duì)老路的附加荷載;擴(kuò)建拼寬時(shí)未被復(fù)合地基覆蓋部分的水平填土寬度控制為拼寬軟基處理的關(guān)鍵，應(yīng)先進(jìn)行理論計(jì)算，在滿足規(guī)范沉降要求的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)的控制寬度。

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