陳奇

（陜西省安康市公路局，陜西安康 725000）

0 引言

路基拓寬是公路改擴建工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但在路基拓寬過程中新老路基結(jié)合處常會出現(xiàn)路基、路面變形、開裂、沉降等問題，會影響擴建后公路工程的應用效果。為提高新老路基結(jié)合處的穩(wěn)定性，規(guī)避上述問題，結(jié)合實際工程案例，對新老路基結(jié)合處處治技術(shù)進行分析，以期有效提高公路改擴建工程質(zhì)量。

1 工程概況

陜西省安康市541 國道是秦巴山區(qū)連片重要通道，線路全長78.268km。在該改建工程中，需要在舊路基礎(chǔ)上拓寬改造，原路基利用率為67%，加寬路段路基寬8.5～10m，設(shè)計高程介于450.9～501.8m 之間，鄰河側(cè)建有坡度比為1∶0.25 的擋土墻，擋墻高度最大值為11.2m。改建路段地基由礫石、砂卵石及混碎石亞黏土構(gòu)成，具有較高的膨脹性，易脹縮、崩解或風化。由于該工程有多個加寬段，為確保新老路基充分結(jié)合，采用土工網(wǎng)、換填砂礫材料處治新老路基結(jié)合處，為驗證實施效果，選取另一路段采用常規(guī)處治方式，對該方式與常規(guī)方式的處治效果進行對比。

2 公路新老路基結(jié)合處處治技術(shù)應用

2.1 新老路基結(jié)合處處治前的施工準備

處治公路新老路基結(jié)合處之前，需要先對老路沿線的地形地貌條件、水文氣象情況等進行調(diào)查與分析，并踏勘公路沿線地下管線及地上構(gòu)造物分布情況。利用鉆探法、十字板剪切法、鉆探法等檢測方式，檢測新老路基結(jié)合處地基土及填料的液限、逆限、塑造性指數(shù)、顆粒大小、含水量、密度、強度、有機質(zhì)及易溶鹽含量等[1]。結(jié)合設(shè)計圖要求設(shè)置路線中樁，明確路堤坡腳、路塹頂部、邊溝、地界樁等各個樁體的布設(shè)位置，拆除或加固路基加寬范圍內(nèi)的建筑物及電力設(shè)施等。正式施工前，要配齊施工機械并做好運行調(diào)試，準備挖掘機、中小型壓路機、機械打夯機等設(shè)備，并提前設(shè)置好截水溝、排水溝等排灌及防滲設(shè)施。

2.2 監(jiān)測點布設(shè)

因試驗段采用土工網(wǎng)、砂礫材料處治新老路基結(jié)合處，為掌握新老路基結(jié)合處處治效果，在土工網(wǎng)鋪設(shè)段、砂礫材料換填段分別布設(shè)沉降監(jiān)測點，每個監(jiān)測點分別放置一個直徑4cm 的沉降管。沉降管布設(shè)情況如圖1 所示。

圖1 沉降管布設(shè)平面示意圖

2.3 新老路基結(jié)合處處治施工

2.3.1 老路路肩與邊坡處理

（1）新老路基結(jié)合面預處理

填筑新路基前，需要預處理老路及新路相交區(qū)域的邊坡坡面及地基表面。處理加寬區(qū)域原地基表面時，先挖除淤泥及腐殖土，并全面清理雜草、樹根等雜物，并將局部低洼段積水抽干，利用具有良好透水性的砂礫、碎石材料換填30cm 深度，換填時分層碾壓，直至達到基底標高，壓實度應控制在87%以上。將老路路緣石、路肩、舊擋墻全部拆除，截斷流向加寬區(qū)的水源，并于邊溝處挖掘臨時排水溝，確保進行新老路面結(jié)合處處治理時能夠順暢排水。新老路面交接處，邊坡坡面及外側(cè)路肩分別換填30cm 與50cm，換填后立即壓實[2]。

（2）開挖結(jié)合部臺階

為防止老路橫斷面干擾臺階開挖過程，降低老路面挖除量，新路基每填高1.5m 開挖一階臺階，若老路基強度與規(guī)定要求不符，需要將土層晾干摻入石灰后再填筑，并與新路基土混合后碾壓。若路基填土高度不超過2m，無需挖掘臺階，可在老路邊坡上直接鋪筑新路基，應利用挖掘機將老路邊坡放緩，再開展新路基填筑作業(yè)[3]。新老路基交界面臺階挖設(shè)如圖2所示。

圖2 新老路基交界面臺階挖設(shè)圖

2.3.2 鋪設(shè)結(jié)合部土工網(wǎng)

土工網(wǎng)采用水平鋪設(shè)方式，兩側(cè)分別設(shè)置于老路基臺階及外側(cè)新建防護墻內(nèi)，土工網(wǎng)的延伸率不可超過10%，土工網(wǎng)層間距應控制為30cm。以擋墻基礎(chǔ)處為土工網(wǎng)鋪設(shè)起始點，首層土工網(wǎng)鋪設(shè)完成后進行碾壓處理，再繼續(xù)鋪設(shè)下一層。從老路基邊坡坡腳逐步向上挖掘臺階，最下層臺階寬度大于2.5m，其他臺階寬至少1m。

砂礫墊層可直接鋪設(shè)于地基表層，砂礫材料的粒徑不可大于6cm，最下層土工網(wǎng)格的砂礫墊層厚度應大于20cm，并將含泥量控制在5%內(nèi)。土工網(wǎng)格應鋪設(shè)于墊層之內(nèi)，并平整處理墊層，使土工網(wǎng)格與墊層緊密貼合，鋪設(shè)時橫向不做搭接，且土工網(wǎng)格不能重疊、扭曲，也不可過度過伸?；S線方向的土工網(wǎng)采用搭接法鋪設(shè)，兩塊土工網(wǎng)相互交疊15cm，并利用U形柱釘固定。

土工網(wǎng)鋪設(shè)完成后應在其上覆蓋土料，覆蓋48h后去除。之后利用輕型裝載機沿軸線方向在土工網(wǎng)格上松鋪35cm 厚的新路基填料。鋪好后利用8～10t壓路機靜壓新老路基結(jié)合處的前三層填料，第四層開始換用重型壓實機碾壓，以確保新老路基結(jié)合處壓實度達到規(guī)定標準[4-5]。

3 改建路段新老路基結(jié)合處處治效果評價

3.1 沉降監(jiān)測

3.1.1 各監(jiān)測情況及沉降量變化

（1）1#沉降管

1#沉降管監(jiān)測時間為8 個月，共監(jiān)測31 次。原地面標高為494.082m，沉降管底標高為494.082m。填土高度自0.294m 開始，填至7.15m，接管頂部標高介于493.963～500.654m 之間，沉降量最高為8mm，最低為0mm，自填土完成后，接管頂部標高在500.65～500.901m 之間，沉降量介于10～27mm。

（2）2#沉降管

2#沉降管觀測三個月零20 天，原地面標高及沉降管底部標高均為494.082m。填土期間，隨填土高度增加，接管頂部標高持續(xù)增大，沉降量在0～49mm 之間，自填土達到最大高度6.398m 后，首次監(jiān)測沉降量為64mm，此后每次監(jiān)測得到的沉降量介于117～131mm 之間。

（3）3#沉降管

3#沉降管共監(jiān)測76 天，共計10 次，原地面標高及沉降管底部標高均為494.148m。填土過程中，沉降量介于0～93mm 之間，填土高度達到最大值6.342m 時，沉降量逐步增大，介于95～99mm 之間。

（4）4#沉降管

4#沉降管監(jiān)測時間為9 個月，共監(jiān)測27 次。原地面標高及沉降管底部標高均為495.285m。填土期間，沉降量變化不大，一直介于0～7mm 之間，填土達到最大高度5.531m 后，沉降量值從12mm 逐步提高至28mm。

（5）5#沉降管

5#沉降管監(jiān)測3 個月，共監(jiān)測14 次。原地面標高及沉降管底部標高均為497.945m。填土高度變化期間，沉降量介于0～14mm 之間，填土高度達到最高值2.545m 后，沉降量前半月介于13～18mm 之間，之后驟然提高至55～60mm 之間。

（6）6#沉降管

6#沉降管監(jiān)測時間為7 個月，共監(jiān)測13 次，原地面標高及沉降管標均為497.887m。填土期間沉降量變化僅為1mm，達到最大高度2.919m 后，沉降量由3mm 逐步升高至15mm。

6 個沉降管沉降曲線變化如圖3 所示。

圖3 6 個沉降管沉降曲線變化圖

3.1.2 最終沉降量對比

經(jīng)計算得到各個監(jiān)測點的最終沉降量（見表1）。分析沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，各監(jiān)測點的最終沉降量均未超過4.5mm，表示公路地質(zhì)條件尚佳，路基加寬未導致地基出現(xiàn)明顯沉降。6 個監(jiān)測點中，2#監(jiān)測點的最終沉降量最大，為42mm，6#監(jiān)測點的最終沉降量最小，為22.7mm，這是由于不同監(jiān)測點的填土高度存在差異，總體來看填土高度與最終沉降量成正比。然而，1#監(jiān)測點的填土高度較大，卻未出現(xiàn)較大的沉降量，是由于該監(jiān)測點處于地基處，而其余5 個監(jiān)測點在老路基斜坡上，地基壓實度比老路基更高，因而沉降量相對較小。

表1 各監(jiān)測點最終沉降量值

3.2 路用效果觀測

該公路改建工程竣工后試運營期間，對改建路段新老路基結(jié)合處的處治效果進行分析，發(fā)現(xiàn)利用土工網(wǎng)及砂礫材料處理后的路基結(jié)合處，使用一年左右未出現(xiàn)病害，且試運行期間未出現(xiàn)變形現(xiàn)象。而采用常規(guī)方法處治的新老路基結(jié)合處，填土高度高于2～3m的區(qū)域，在采用加固與防護措施的情況下，路面表面仍出現(xiàn)了裂縫，新老路基結(jié)合處最大裂縫寬度達到5mm。說明土工網(wǎng)及砂礫材料聯(lián)合處治方法效果較好，且施工工藝較常規(guī)方法更簡單，適用于公路施工區(qū)域具備豐富砂礫資源的區(qū)域。

3.3 路面承載力分析

選取三個路段，設(shè)置檢測點，分別采用長桿及短桿進行路基變形模量與彈性模量，數(shù)據(jù)對比如表2所示。

表2 路基變形模量與彈性模量數(shù)據(jù)對比

通過數(shù)據(jù)分析可知，1#路段和2#路段新路基模量為老路基模量的300%，說明采用土工網(wǎng)及砂礫聯(lián)合處治方式后，路基模量有明顯提升。而3#路段采用常規(guī)方式處治，路基變形模量及彈性模量不高，且新老路基間模量差異不顯著，路面易產(chǎn)生裂縫。通過對比可知，土工網(wǎng)及砂礫聯(lián)合處治方式能更有效地提高路基承載力，對新老路基不協(xié)調(diào)變化的控制效果更為顯著。

4 結(jié)語

在該公路改建工程中，采用土工網(wǎng)及砂礫材料處治新老路基結(jié)合處，施工過程簡單，且可以就地取用砂礫材料，施工成本相對較低。并且，通過對比，經(jīng)土工網(wǎng)及砂礫材料聯(lián)合處治的新老路基段較常規(guī)處治方案的沉降量更低、路基模量更大，說明路基承載能力更強，也說明該方案有較高的應用價值。