王 瑛

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

高速公路的改擴(kuò)建工程中，所涉及內(nèi)容較多，其中路基拼接施工是改擴(kuò)建工程的重中之重，路基拼接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將產(chǎn)生嚴(yán)重的差異沉降，使路面產(chǎn)生開裂，影響改擴(kuò)建后公路的正常使用與安全通行[1]。因此，必須加強(qiáng)改擴(kuò)建中的路基拼接，采取合理可行的拼接技術(shù)，該文結(jié)合實(shí)例項(xiàng)目針對高速公路改建工程路基拼接施工技術(shù)進(jìn)行以下探討。

1 工程概況

京藏高速公路石嘴山（蒙寧界）至中寧段改擴(kuò)建工程JZ9合同段起點(diǎn)在K1145+460接JZ08標(biāo)段終點(diǎn)，經(jīng)四二干溝橋、四十里店立交后，止于終點(diǎn)K1160+616.535，全長15.16 km。改擴(kuò)建后采用八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車速度100 km/h。該高速公路因交通量的增長，現(xiàn)已不能滿足實(shí)際運(yùn)營需求，需進(jìn)行路面拓寬。

2 路基臺(tái)階開挖

臺(tái)階開挖能增加新老路基的接觸面積，使新老路基的整體性與連貫性更好，便于拓寬部分路堤下地基[2]。

（1）臺(tái)階開挖與邊坡清表施工要與氣候協(xié)調(diào)，臺(tái)階暴露時(shí)間不能太久，以免暴雨侵蝕邊坡、臺(tái)階。

（2）確定臺(tái)階開挖寬度﹥2 m，規(guī)避老路基邊緣部分的填筑潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）邊坡在老路基底面松散嚴(yán)重，臺(tái)階立面不易穩(wěn)定時(shí)必須清理松散區(qū)域的老路基邊坡土。

（4）如果邊坡臺(tái)階面的水分含量高、不易壓實(shí)，可將臺(tái)階面最上層土翻松30 cm進(jìn)行摻灰或晾曬，與新路基同時(shí)平整壓實(shí)。

（5）開挖第一級臺(tái)階之后，可以在臺(tái)階平面地基上填筑片石，或使用高速液壓強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)，然后再進(jìn)行碎石填平，碾壓至平整。

3 路基施工

3.1 路基施工期排水

為確保路基拼接質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求，路基施工中排水工作至關(guān)重要，需控制施工期內(nèi)雨水對路基的侵蝕。

（1）在老路基硬土路肩上設(shè)置攔水?。焕下坊旅嫔系募绷鞑廴缫褤p壞，需根據(jù)原有排水溝的流水路徑使用水泥或碎石混凝土進(jìn)行修補(bǔ)；老路基坡面處臨時(shí)攔水埂的開口應(yīng)對接好新路基，將雨水引流至新路堤外側(cè)排出[3]。

（2）新填路基采用地表橫坡引出雨水，當(dāng)降雨量較多、距離下一段施工還需等待較長的時(shí)期，則應(yīng)在新填路基填筑面開挖臨時(shí)排水槽進(jìn)行排水?？墒褂贸谔菪螖嗝娴腜VC管材，作為臨時(shí)排水槽，其尺寸可選用上底*下底*高為0.7 m×0.3 m×0.3 m。

（3）在新填路基邊坡上，以約20 m為間隔構(gòu)建急流槽，以堆土或砌磚為邊界擋水埂集中匯水；通過急流槽將雨水排入新路基坡底的臨時(shí)排水槽。

（4）路基施工期間的排水系統(tǒng)組要分為老路基臨時(shí)排水系統(tǒng)、新路基臨時(shí)排水系統(tǒng)；施工階段路基排水是為清除施工中進(jìn)入路基區(qū)域的雨水，其中主要以老路基表面、坡面、新路基坡面的排水為主；路基施工期間為確保新老路基頂面排水通暢，需根據(jù)施工地氣候條件、土質(zhì)情況，建筑2%~4%的排水橫坡。

（5）排水系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 排水系統(tǒng)總體示意圖（單位：m）

3.2 老路基滲水處理

運(yùn)營期高速公路常出現(xiàn)路基局部滲水，地區(qū)不同滲水程度不同。因此，基于”標(biāo)本兼治“的原則對老路基進(jìn)行充分、合理的滲水治理至關(guān)重要。該高速公路對老路基進(jìn)行滲水處理的方案如下：

（1）全面勘察老路基滲水路段的具體情況，查明其源頭。

（2）對老路基滲水采取“標(biāo)本兼治”的處理原則，既要清除老路基內(nèi)部浸水，還要封堵水源。

（3）局部滲水嚴(yán)重路段的治理方案：1）在滲水處修建橫向排水盲溝；2）對連續(xù)滲水且滲水處高度一致的地段，采用縱向盲溝連通滲水點(diǎn)；3）對于滲水點(diǎn)高度不同，但連續(xù)分布的地段，可先通過縱向盲溝連通高度相同的滲水點(diǎn)，再保持與縱向盲溝20 m間距，設(shè)置橫向盲溝，形成排水網(wǎng)絡(luò)，清除浸水[4]。

（4）盲溝施工工序：從碾壓面反開挖→埋設(shè)透水管→填充碎石→覆土。

（5）老路基坡腳處，滲水路段的盲溝布局見圖2。

圖2 老路坡腳滲水或老路基底設(shè)有排水墊層的路段排水系統(tǒng)

（6）盲溝施工過程中：1）若老路基中部滲水，新路基與盲溝兩側(cè)需包裹防水土工布，以避免盲溝中的雨水侵入到新路基；2）盲溝內(nèi)安裝尺寸為Φ10 cm的軟式透水管；3）縱向盲溝的縱向坡度須與路基縱坡保持一致，才能保證盲溝排水通暢，如圖3所示；4）老路基滲水嚴(yán)重路段，采用填筑碎石構(gòu)筑橫向、縱向盲溝結(jié)合的方案進(jìn)行排水。

圖3 老路堤中間或坡面大面積滲水路段排水系統(tǒng)

4 拼接施工

4.1 液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)

液壓強(qiáng)夯機(jī)技術(shù)在高速公路新建、改建、擴(kuò)建施工中均有較好的應(yīng)用效果，可用于新老路基拼接處、填挖結(jié)合處、橋涵臺(tái)背回填處理等[5]。因此，液壓強(qiáng)夯機(jī)技術(shù)是一種高效的壓實(shí)手段，該高速公路的液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)具體運(yùn)用如下：

（1）采用額定沖擊能量為40 kJ、垂體質(zhì)量為3.35 t、工作質(zhì)量為7.5 t、最大夯擊深度為1 200 mm、夯板直徑為1 000 mm的高速液壓強(qiáng)夯機(jī)，對該高速公路試驗(yàn)段的老路基臺(tái)階平面進(jìn)行液壓夯處理。

（2）在試驗(yàn)中，夯錘下落距離設(shè)置為0.8 m，以梅花形狀排列，兩個(gè)鄰近的夯坑相切處，進(jìn)行兩次夯實(shí)；在夯實(shí)2次后實(shí)測該路段的49處夯坑沉降量，結(jié)果表明該路基平均沉降量7.2 cm，可見液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。

（3）進(jìn)一步分析液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)效果：1）在沿線路方向間隔50 cm處，選取2處路基斷面進(jìn)行試驗(yàn)；2）每處強(qiáng)夯斷面，選取距離老路基臺(tái)階面0.4 m、1.0 m、1.8 m的三個(gè)測試點(diǎn)，并依次編號1、2、3；3）因?yàn)槔下坊呐_(tái)階寬度為2 m，3個(gè)測試點(diǎn)都在老路基臺(tái)階面上，可選取2處對應(yīng)測試點(diǎn)進(jìn)行壓實(shí)度檢測，并計(jì)算平均壓實(shí)度；4）測試點(diǎn)的實(shí)測壓實(shí)度，均增加4.0%~4.5%，其補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。

（4）確定老路基臺(tái)階面寬度范圍后，通過液壓強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。夯錘下落距離設(shè)置為0.8 m，以梅花形狀排列，兩個(gè)鄰近的夯坑相切處進(jìn)行夯實(shí)處理，每個(gè)夯點(diǎn)夯實(shí)2遍的補(bǔ)強(qiáng)效果最佳。之后，用改良土或碎石填筑夯坑，并碾壓平整[6]。

4.2 重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)

在液壓強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)后，對新老路基拼接處再進(jìn)行重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)一步減少新路基壓縮變形，提高新老路基拼接處強(qiáng)度效果。

（1）重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)效果分析：1）取試驗(yàn)段，采用32 t的重型壓路機(jī)進(jìn)行兩次碾壓，碾壓寬度4 m，其中包含老路基臺(tái)階面2 m與相鄰新老路基拼接面2 m；2）在老路基臺(tái)階面與相鄰新老路基拼接面上各選擇3個(gè)測試斷面，6個(gè)測試點(diǎn)依次編號1~6；3）1~6的測試點(diǎn)到臺(tái)階面的間距分別為0.4 m、1.0 m、1.8 m、2.4 m、2.8 m、3.5 m。

（2）采用重型壓路機(jī)夯實(shí)后，老路基臺(tái)階面壓實(shí)度增加了2.2%~2.9%，相鄰新路基壓實(shí)度增加2.5%~3.5%，由此可見，重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)效果顯著；在93區(qū)底、頂面及96區(qū)頂面（?15 cm），采用32 t重型壓路機(jī)對老路基臺(tái)階面、相鄰新路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。高填方路基段，需采用32 t重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)，壓實(shí)次數(shù)控制為3遍以上，每次輪寬重疊1 m。

4.3 沉降變形觀測

為降低施工影響，提高觀測路基變形的準(zhǔn)確性，選取填方大于8 m的路段作為試驗(yàn)段，在地表填筑1 m后采用反開挖法埋設(shè)橫剖管，進(jìn)行沉降變形觀測[7]。

（1）橫剖儀沉降變形觀測：橫剖儀主要由水平探頭、讀數(shù)儀、電纜線裝置組成。橫剖管中插入橫剖儀進(jìn)行觀測，該觀測法不受地面施工影響，可連續(xù)多點(diǎn)觀測，觀測精度可高達(dá)0.01 mm。

（2）橫剖儀的埋設(shè)方法：1）在地表填筑1 m后，通過反開挖法挖掘深度不低于30~40 cm的溝槽；2）在橫剖管與管道接頭中插入一根鋼絲繩（用于拉動(dòng)測頭），并將其連接好；3）用砂、土將橫剖儀底部及周邊的空隙填充密實(shí)，再將頂面填平、夯實(shí)處理。4）橫剖管管口處需設(shè)置一平臺(tái)，尺寸選取約40 cm×40 cm，作為參照基面；5）距離橫剖管50 m外的原地面上設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，每觀察一次時(shí)，應(yīng)與管口基準(zhǔn)點(diǎn)連測，以此測得路基的標(biāo)高變化[8]。

（3）路基填筑施工中，如觀測到路基斷面日沉降量大于5 mm時(shí)，則表明路基處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)立即停止加載，并視具體情況做出適當(dāng)調(diào)整。

（4）在橫剖管中插入橫剖儀觀測的沉降變形結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明：填筑路基高度增加時(shí)，路基沉降和路基坡腳至路基中心地基沉降也隨之增大。從沉降最大點(diǎn)及沉降歷時(shí)曲線可看出，路基沉降趨于穩(wěn)定[9-10]。

圖4 沉降最大點(diǎn)沉降歷時(shí)曲線

5 結(jié)論

綜上，該文通過案例項(xiàng)目的工程實(shí)踐分析，經(jīng)施工沉降監(jiān)測20個(gè)沉降觀測斷面，僅有1個(gè)斷面沉降較大，其他累計(jì)沉降、日沉降速率都符合施工規(guī)范要求。該文基于路基拼接施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，重點(diǎn)總結(jié)了加強(qiáng)路基拼接的技術(shù)措施：

（1）采用開挖臺(tái)階的方案，能增加新老路基接觸面積，確保新老路基連貫性、整體性。

（2）路基施工階段，應(yīng)及時(shí)排除雨水，防止排水不暢造成路基質(zhì)量病害。

（3）基于“標(biāo)本兼治”的原則，加強(qiáng)排水工程的施工，采用縱向盲溝連通滲水點(diǎn)技術(shù)，處理老路基滲水工作。

（4）采用液壓強(qiáng)夯機(jī)或重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)，可減少新路基壓縮變形，提高路基拼接強(qiáng)度。