鐘榮深

（福建省閩西交通工程有限公司，福建廈門(mén) 361000）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，許多老舊公路已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的交通量需求。為了提升道路的實(shí)際運(yùn)輸能力和緩解交通運(yùn)輸飽和狀況，許多地區(qū)開(kāi)始實(shí)施公路改擴(kuò)建工程。公路改擴(kuò)建是綜合開(kāi)發(fā)土地資源、道路資源和運(yùn)輸資源的有效途徑，具有占地面積小、投資少等優(yōu)勢(shì)。然而，在工程實(shí)踐中面臨著新舊路基不均勻沉降的問(wèn)題。為避免造成公路損害，有必要加強(qiáng)對(duì)新舊路基拼寬技術(shù)的研究應(yīng)用，以促進(jìn)公路運(yùn)輸能力和服務(wù)質(zhì)量的提升。

1 工程現(xiàn)狀

漳華路金峰開(kāi)發(fā)區(qū)段改擴(kuò)建工程線路起點(diǎn)（K0+000）位于聯(lián)六線（S219）與漳華路交叉口，路線總體為北南走向，與縣道石天線（X501）、國(guó)道縱四線（G355）、建聯(lián)十四線（S318）平面交叉，終點(diǎn)（K6+570）與已完成擴(kuò)建的漳華路順接，線路全長(zhǎng)6.57km。該工程項(xiàng)目為雙向六車(chē)道，公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)，設(shè)計(jì)速度為60km/h，主線路基與接線路基分別寬44m、40m。對(duì)主線K4+470—K6+570 段進(jìn)行軟土地基處治，挖除15045.8m3非適用材料、1203.9m3淤泥，換填14005.4m3砂礫與29308.3m3砂性土。整體工程計(jì)劃工期為2022 年12 月16 日至2025 年5 月30 日。

2 工程施工中面臨的問(wèn)題

舊路基經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，經(jīng)過(guò)固結(jié)沉降后可以保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生變形。相比之下，改建后的新路基填土沉降時(shí)間較短，當(dāng)進(jìn)行新舊路基拼寬時(shí)，舊路基會(huì)受到新路基偏心荷載的影響，并出現(xiàn)新的不均勻沉降問(wèn)題[1]。受到附加應(yīng)力的影響，路基沉降大多呈“W”形，即道路中間沉降較小，路基兩側(cè)沉降較大，如圖1 所示。

圖1 路基加寬前后不均勻沉降示意圖

完成路面結(jié)構(gòu)鋪設(shè)后，受到不均勻沉降的影響，道路結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，超過(guò)路面材料的抗拉強(qiáng)度，從而導(dǎo)致裂縫等病害出現(xiàn)。如果路面積水滲入，還會(huì)進(jìn)一步影響道路的穩(wěn)定性，導(dǎo)致公路服務(wù)水平下降。路基是路面的基礎(chǔ)，公路運(yùn)行期間，路面的性能會(huì)受到行車(chē)荷載的影響，如果在公路改建工程中對(duì)路基處理不夠重視，會(huì)大大提高公路病害出現(xiàn)的概率，影響公路運(yùn)輸能力。目前常見(jiàn)的公路改擴(kuò)建工程病害問(wèn)題包括拼寬裂縫和新路基失穩(wěn)。其中，拼寬裂縫是改擴(kuò)建工程中最常見(jiàn)的病害，主要表現(xiàn)在路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)裂縫，包括縱向裂縫和橫向裂縫[2]。新路基失穩(wěn)主要包括拼接位置錯(cuò)位和拼寬部分整體坍塌。

3 針對(duì)路基處理問(wèn)題的技術(shù)應(yīng)用措施

3.1 軟土地基處治

3.1.1 施工工序

在漳華路金峰開(kāi)發(fā)區(qū)段改擴(kuò)建工程中，對(duì)主線K4+470 至K6+570 段進(jìn)行軟土地基處治，施工工序包括施工準(zhǔn)備勘查工作、測(cè)量放樣、路基表面清理、開(kāi)溝引排地下水、軟弱土層處理、盲溝滲溝施工、透水性材料換填、推平碾壓、壓實(shí)度檢測(cè)以及質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.1.2 勘察工作

正式進(jìn)行軟土地基處治之前，施工人員需要先進(jìn)行勘察工作，在掌握施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文條件及舊路基狀況的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工。

一方面，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文條件確定施工方案，若工程所在地雨水充沛，需要在進(jìn)行基底處理時(shí)鋪設(shè)一定的透水材料，以起到加強(qiáng)基底的作用[3]。

另一方面，施工人員應(yīng)對(duì)舊路基部分存在的病害進(jìn)行考察，并制訂有效的預(yù)防措施。公路改擴(kuò)建工程中，舊路基病害規(guī)模、種類(lèi)、成因等均會(huì)對(duì)新舊路基拼寬技術(shù)的應(yīng)用造成影響，因此在開(kāi)展施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)先對(duì)舊路基基本情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，明確病害的成因并采取有力措施，最大程度地降低道路改擴(kuò)建后出現(xiàn)病害的概率。

3.1.3 測(cè)量放樣

在進(jìn)行軟土地基處治之前，測(cè)量人員需要對(duì)中樁和邊樁進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量工作應(yīng)以設(shè)計(jì)斷面里程為基準(zhǔn)，采用GPS 測(cè)量?jī)x器完成，并繪制開(kāi)挖輪廓線。

3.1.4 開(kāi)溝引排水

在處理軟弱土層時(shí)，需要先對(duì)軟土范圍進(jìn)行開(kāi)溝攔截，引排地表水并在地表干燥后進(jìn)行后續(xù)施工。開(kāi)溝時(shí)應(yīng)注意保留一定的縱向坡度，以提升排水的流暢性。如果排水困難，可以采取挖設(shè)集水井的方法，并定期進(jìn)行井內(nèi)抽水作業(yè)，確保提供良好的施工場(chǎng)地。

3.1.5 盲溝滲溝施工

完成軟弱土層的清理工作后，應(yīng)重新平整和放樣道路基底，確定盲溝和滲溝的位置。在人工開(kāi)挖時(shí)，要確保溝底平滑，并留有一定的縱向坡度，以保證水流暢通。完成挖掘工作后，監(jiān)理人員需要進(jìn)行檢查，并進(jìn)行土工布和波紋管的鋪設(shè)工作。

3.1.6 透水性材料換填

換填透水性材料施工是整體軟土地基處治施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，具體的工序包括：

第一，控制填料松鋪層厚度。為了提升項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，可以遵循就地取材的原則，直接使用現(xiàn)場(chǎng)的砂礫作為透水性材料進(jìn)行換填施工。同時(shí)，根據(jù)換填的面積和厚度計(jì)算填料的運(yùn)輸量和卸料間距。

第二，攤鋪平整。將填料運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地后，通過(guò)機(jī)械和人工進(jìn)行攤鋪工作。通常使用大型推土機(jī)進(jìn)行整體的攤鋪，厚度標(biāo)準(zhǔn)為30cm，個(gè)別部位采用人工找平的方法。在道路平整的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)超出粒徑標(biāo)準(zhǔn)的石塊，應(yīng)及時(shí)清除，以保證道路的整體均勻性。

第三，壓實(shí)作業(yè)。壓實(shí)作業(yè)采用重型振動(dòng)式壓路機(jī)，按照先兩側(cè)再中間的順序進(jìn)行碾壓。施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，先進(jìn)行兩次靜壓，然后進(jìn)行振動(dòng)碾壓。橫向接頭范圍為0.4～0.5m，相鄰段重疊范圍為1～1.5m，盡可能保證碾壓的均勻性。

3.1.7 換填施工工藝

進(jìn)行換填施工時(shí)，按照以下要點(diǎn)展開(kāi)：

首先，施工人員應(yīng)對(duì)道路進(jìn)行基底換填，確定好填料運(yùn)輸路線，并按照先低后高、先兩側(cè)后中間的順序完成上料。使用推土機(jī)進(jìn)行大范圍攤平，個(gè)別部分可以使用細(xì)石塊或石屑進(jìn)行找平。

其次，如果填料級(jí)配不均勻且粒徑較大，施工人員可以配合石渣、石屑等進(jìn)行空隙填補(bǔ)，重復(fù)這一操作直至填滿。

最后，按照先兩側(cè)后中間的順序進(jìn)行道路碾壓，保證壓實(shí)線路縱向互相平行，相鄰行間重疊范圍為40～50cm。

3.1.8 換填施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.加強(qiáng)節(jié)能減排、安全環(huán)保工作，確保油田綠色生產(chǎn)、承擔(dān)社會(huì)責(zé)任?！笆胤ń?jīng)營(yíng)、達(dá)標(biāo)排放”是企業(yè)必須恪守的信念。一是加強(qiáng)安全環(huán)保管理，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，進(jìn)一步落實(shí)環(huán)保責(zé)任，健全完善環(huán)保管理制度，防微杜漸，塑造安全、綠色形象。特別對(duì)位于環(huán)境敏感地區(qū)、重要水體、中心城市附近的勘探作業(yè)，在裝置調(diào)整、裝置大修改造、開(kāi)停工、惡性天氣條件時(shí)，要時(shí)刻警覺(jué)，全天候全過(guò)程負(fù)責(zé)，杜絕事故發(fā)生。二是提高油田清潔生產(chǎn)水平，加大安全、技術(shù)投入，對(duì)油氣生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造、升級(jí)換代，加快采油污水減排和污水資源化利用項(xiàng)目建設(shè)，加大污水回注回灌力度，逐步實(shí)現(xiàn)污染源全部達(dá)標(biāo)排放。

在組織軟土地基換填施工過(guò)程中，應(yīng)確保滿足相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。主要包括以下幾個(gè)方面：

第一，換填地基填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與土方路基保持一致。

第二，對(duì)砂墊層進(jìn)行施工處理時(shí)，應(yīng)確保其規(guī)格和質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。按照施工規(guī)范進(jìn)行灑水和壓實(shí)，確保砂墊層寬度大于路基邊腳0.5～1m。

第三，施工人員需要對(duì)軟土地基路堤進(jìn)行沉降觀測(cè)和穩(wěn)定性觀測(cè)，并根據(jù)觀測(cè)結(jié)果對(duì)路堤填筑進(jìn)行合理調(diào)整。

第四，盲溝、滲溝的設(shè)置以及相關(guān)材料的使用應(yīng)確保符合規(guī)定。

第五，反濾層填筑應(yīng)使用滲水性材料。施工人員應(yīng)按要求對(duì)中砂、粗砂、礫石等進(jìn)行篩選，并完成分層施工。

第六，排水層填筑所使用的材料應(yīng)具有較大的粒料，以確保排水孔隙度符合要求。

3.2 軟土地基處治施工注意事項(xiàng)

3.2.1 施工控制標(biāo)準(zhǔn)

一方面，施工人員應(yīng)根據(jù)施工觀測(cè)結(jié)果來(lái)控制填筑速率，并結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行雙控。其中，路基中心表面沉降速率應(yīng)控制為10mm/d，坡腳側(cè)向位移速率應(yīng)控制為5mm/d。另一方面，應(yīng)確定相應(yīng)的卸載標(biāo)準(zhǔn)，即連續(xù)3 個(gè)月以上沉降速率在5mm/月以?xún)?nèi)才可以進(jìn)行卸載。

此外，進(jìn)行路基填筑施工期間，對(duì)于不同的位置應(yīng)采取不同的控制措施。通常情況下，如果未超出極限填土高度，不需要對(duì)填土速率進(jìn)行控制[4]。

3.2.2 施工監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

在軟土路基填土施工期間，施工人員需要進(jìn)行表面沉降觀測(cè)及水平位移測(cè)量，若測(cè)量過(guò)程中受到構(gòu)筑物影響，則需要將其納入監(jiān)測(cè)結(jié)果。

4 路基拼接設(shè)計(jì)

4.1 控制公路開(kāi)裂問(wèn)題

在公路改擴(kuò)建工程中，改建后公路的使用性能與使用壽命很大程度上受到路基質(zhì)量的影響，因此必須采取科學(xué)的路基質(zhì)量控制措施，其中控制和延緩路面開(kāi)裂是關(guān)鍵。在此過(guò)程中，施工人員應(yīng)有效控制新拓寬路基的沉降量與新舊路基之間的沉降差，以此為基礎(chǔ)強(qiáng)化新舊路基銜接，通過(guò)提高路基填筑質(zhì)量來(lái)降低病害出現(xiàn)率。公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中常見(jiàn)的新舊路基銜接技術(shù)為“削坡+開(kāi)挖臺(tái)階”，并鋪設(shè)土工布以防止開(kāi)裂。

“削坡+開(kāi)挖臺(tái)階”技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

第一，可以清除邊坡內(nèi)的表層植被土和壓實(shí)度不足的填土，有助于提高路基的穩(wěn)定性。

第二，可以為加寬部分的軟土地基處理提供便利條件。

第三，可擴(kuò)大新舊路基之間的接觸面積，同時(shí)增強(qiáng)其抗剪能力。

第四，能夠滿足施工期間既有路基的穩(wěn)定性要求。

4.2 路基拼接開(kāi)挖施工

公路改擴(kuò)建工程中常用的開(kāi)挖方式包括“先削坡再挖臺(tái)階”與“直接挖臺(tái)階”。其中，前者的優(yōu)勢(shì)在于可以一次性提供較寬的工作面，為施工組織提供便捷條件，同時(shí)可以換填壓實(shí)度不足的舊土，但會(huì)在一定程度上增加工程量；后者則可以利用原有路堤進(jìn)行施工，有效減少土方工程量，但不便于后續(xù)的軟基處理施工，會(huì)提高施工組織的復(fù)雜程度。

4.3 不同路段的施工處理

填土路段具有密實(shí)度較強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，有明顯的直立性特征。施工人員落實(shí)相應(yīng)的排水及穩(wěn)定觀測(cè)措施，可保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全，確保提供較寬的工作面，為軟土地基處理提供相應(yīng)的便利條件。

對(duì)于填砂路堤，則需要采取合適的邊坡開(kāi)挖方法以起到防護(hù)作用，確保施工過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性[5]。在對(duì)填砂路堤進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，大多采用人工手段，并對(duì)軟基加固施工采取相應(yīng)的防護(hù)措施。一方面，可以先進(jìn)行原路堤邊坡填筑再進(jìn)行軟基處理，最后進(jìn)行新舊路基拼接施工。另一方面，可先對(duì)舊路進(jìn)行開(kāi)挖施工，對(duì)暴露砂層采取一定的臨時(shí)防護(hù)措施，隨后進(jìn)行軟土地基處理，并進(jìn)行相應(yīng)的填筑工作。

4.4 確定臺(tái)階開(kāi)挖規(guī)格

進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的寬度和高度規(guī)格，并加強(qiáng)控制。一方面，應(yīng)最大限度地增加新舊路基之間的接觸面積，因此需要在控制臺(tái)階規(guī)格的基礎(chǔ)上增加臺(tái)階數(shù)量。另一方面，應(yīng)盡可能為土工布鋪設(shè)提供較長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度。根據(jù)當(dāng)前公路改擴(kuò)建工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，臺(tái)階高度應(yīng)不大于80cm，根據(jù)邊坡坡度確定臺(tái)階寬度在100～200cm 之間。此外，臺(tái)階開(kāi)挖的寬度和高度還會(huì)受到材料、壓實(shí)度等因素的影響。因此，在確定具體的臺(tái)階開(kāi)挖規(guī)格參數(shù)后，應(yīng)根據(jù)填土路段與填砂路段的特點(diǎn)對(duì)參數(shù)值進(jìn)行靈活調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)更好的施工效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)公路改擴(kuò)建工程中的新舊路基拼寬技術(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)軟土地基處治技術(shù)與路基拼寬技術(shù)的有機(jī)結(jié)合進(jìn)行分析。進(jìn)行路基拼寬施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同路段的特點(diǎn)采取合適的技術(shù)方案，以最大程度地減少新舊路基拼寬出現(xiàn)道路病害的概率，在保證路基拼寬施工質(zhì)量的前提下保證工期，同時(shí)減少成本投入。