高速公路改擴(kuò)建工程路基搭接技術(shù)研究

王月臣，劉偉

（中交四公局第九工程有限公司，北京100102）

1 工程概況

京哈高速公路改擴(kuò)建長(zhǎng)春至拉林河段改擴(kuò)建工程施工范圍包括路基土石方工程、防護(hù)工程、排水工程、特殊路基處理等，其中路基施工主要為舊路、硬路肩挖除后進(jìn)行加寬路基施工。

基于原有設(shè)計(jì)并結(jié)合運(yùn)營(yíng)實(shí)際效能雙重因素綜合考慮，新老路基的有效搭接務(wù)必科學(xué)合理，確保使原工程結(jié)構(gòu)形式得到全面應(yīng)用，并達(dá)到資源再利用和節(jié)約建設(shè)資金等重要作用。

2 改擴(kuò)建工程路基施工的基本原則

改擴(kuò)建工程路基施工的基本原則包括：

1）舊路及硬路肩挖除開(kāi)挖至路床地面，硬路肩處路面面層及基層混合料棄置路基路面綜合施工場(chǎng)地，破碎分解，面層篩分后用于再生用料，基層破碎料用于填前處理或特殊路基處理等。完成左幅路基施工至路床地面，右幅進(jìn)行舊路加寬路基施工。利用部分舊料，完成左幅路面各結(jié)構(gòu)層、橋面鋪裝施工。

2）遵照“邊設(shè)計(jì)邊出圖邊施工”的原則，對(duì)原有運(yùn)營(yíng)路面進(jìn)行病害處理，病害處理與路基施工同步進(jìn)行。

3）路基設(shè)計(jì)貫徹合理、充分利用既有公路路基、因地制宜、就地取材的原則，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及部頒有關(guān)法規(guī)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)原公路路基的調(diào)查、勘探、實(shí)驗(yàn)等方法，對(duì)原公路路基的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，采取經(jīng)濟(jì)有效的路基病害防治措施。結(jié)合國(guó)內(nèi)既有改擴(kuò)建高速公路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新舊路基拼接拓寬的差異沉降進(jìn)行控制，采取合理有效的工程措施避免路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞[1]。

3 技術(shù)要求和施工方法

公路拓寬工程的病害有很多因素，新老路基之間不良結(jié)合和不均勻變形等主要原因，首先，要對(duì)原有道路進(jìn)行充分探勘檢測(cè)，對(duì)新老路基結(jié)合部位采取加強(qiáng)處理措施。因此，在施工過(guò)程中，路基填筑各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求，使用液壓強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)，增加結(jié)合部位的壓實(shí)密度，進(jìn)而保證路基的壓實(shí)密度及各層CBR 值。

主要施工方法：對(duì)原地表草皮和表土進(jìn)行清表，挖除樹(shù)根，對(duì)原地面進(jìn)行填前碾壓后，待基底壓實(shí)度達(dá)到施工要求后，使用25kJ 沖擊碾壓20 遍。路堤按照20cm 進(jìn)行逐層填筑至1.5m 時(shí)，再使用沖擊碾沖擊次數(shù)不少于20 遍（見(jiàn)圖1）。對(duì)于長(zhǎng)度比較短的段落，采用液壓夯或者高強(qiáng)壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)（見(jiàn)圖2）。然后在新老路基結(jié)合處開(kāi)挖臺(tái)階，鋪設(shè)土工格柵，避免新老路基銜接處出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。同時(shí)，在施工之前，一定要選擇優(yōu)質(zhì)路基填料，對(duì)新老路基結(jié)合部位，進(jìn)行晾曬、換填等技術(shù)處理。

圖1 沖擊碾壓

圖2 液壓夯實(shí)

4 改擴(kuò)建工程路基搭接技術(shù)措施

4.1 新老路基加寬處理方法

結(jié)合路堤填土高度和所對(duì)應(yīng)的病害情況進(jìn)行分析，首先需要對(duì)新老路基加寬采用處理措施進(jìn)行研究。如果高度是6～8m，所對(duì)應(yīng)的老路面沒(méi)有出現(xiàn)病害現(xiàn)象，那么可以直接開(kāi)挖臺(tái)階，進(jìn)行防治。其方案為路面邊緣留約2m 寬度，按照比例1頤0.2的坡度，開(kāi)挖約5m，之后在行車(chē)道北側(cè)邊緣向下，開(kāi)挖高約1m，寬約2m 的二級(jí)臺(tái)階原地面。但是在開(kāi)挖路基的同時(shí)，需要對(duì)原地表進(jìn)行清理，根據(jù)地質(zhì)情況，對(duì)開(kāi)挖后存在不良地段進(jìn)行加強(qiáng)處理，要是老路路基開(kāi)挖出現(xiàn)軟基反彈現(xiàn)象，需要對(duì)路段的反方向進(jìn)行處理，滿足地基承載力要求，進(jìn)行對(duì)新路堤進(jìn)行填筑。

4.2 鋪設(shè)土工格柵

土工格柵主要以雙向形式，技術(shù)指標(biāo)一定要滿足規(guī)范要求?？估瓘?qiáng)度不小于80kN/m，延伸率不得大于3%?？箖鲂灾笜?biāo)滿足零下35益的要求。鋪設(shè)前必須要保證路基平整度，并打掃干凈，避免出現(xiàn)超粒徑及堅(jiān)硬的雜物導(dǎo)致格柵容易損壞。在鋪設(shè)格柵的同時(shí)，需要人工拉緊，避免出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，采用U 形釘固定，不少于4 根/m2（見(jiàn)圖3）。格柵鋪設(shè)完成后，及時(shí)安排進(jìn)行填土作業(yè)，防止長(zhǎng)時(shí)間暴曬，造成材料老化。土工格柵上的第1 層，填料攤鋪，需要采用推土機(jī)和裝載機(jī)，一切按照實(shí)際施工車(chē)輛和機(jī)械數(shù)量同步流水作業(yè)。

圖3 鋪設(shè)土工格柵

5 新老路基的搭接施工技術(shù)措施

5.1 對(duì)特殊基的處理技術(shù)

當(dāng)軟土深度在3～5m 范圍內(nèi)時(shí)，分布范圍較小，徹底清除軟土，如果不發(fā)生滲水可直接按照路基填筑要求回填；如有發(fā)現(xiàn)滲水，及時(shí)換填大粒徑的破碎料進(jìn)行基底換填處理。對(duì)于一般換填段落控制在25～30cm 范圍以內(nèi)，對(duì)于滲水比較嚴(yán)重的特殊路基控制在50cm 以內(nèi)。

當(dāng)軟土深度大于3m 時(shí)，分布范圍較大，將作為特殊軟土地基對(duì)待，具體有以下幾點(diǎn)：

1）用山皮石或破碎料進(jìn)行換填處理，鋪筑時(shí)嚴(yán)格按照路基基底換填施工分層壓實(shí)法，松鋪厚度宜小于30 cm，攤鋪整平完成后用壓路機(jī)碾壓密實(shí)，第1 層壓實(shí)度必須經(jīng)監(jiān)理檢測(cè)合格后，方可填筑第2 層。其次，沉降差不得大于5mm，且滿足施工及規(guī)范要求。施工時(shí)先由中間向兩側(cè)逐層換填碾壓。

2）軟土換填施工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：（1）與監(jiān)理工程師一起對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖的基坑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，并留取隱蔽工程影像資料；（2）做好基底排水工作，始終保持基底處于良好的排水狀態(tài)，并時(shí)刻關(guān)注邊坡穩(wěn)定性情況，確?，F(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)；（3）軟土地基的施工時(shí)，盡量減少夜間施工，嚴(yán)格按報(bào)檢程序進(jìn)行，并逐層留取工程照片，及時(shí)歸檔。

5.2 搭接部分處理技術(shù)

新老路基拼接在施工前應(yīng)清理原有路基填方邊坡種植土30cm，挖方邊坡按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行清表處理，清除既有路基邊坡上圬工材料、植被、樹(shù)根以及其他臨時(shí)設(shè)施過(guò)程中，一定要注意邊坡的穩(wěn)定性，防止被破壞及干擾，原有路基邊溝位置需要進(jìn)行換填處理。為了緩解新舊路基拼接部位的應(yīng)力過(guò)于集中，導(dǎo)致邊坡不穩(wěn)定，及時(shí)觀察計(jì)算新舊路基拼接部位的承載力狀態(tài)，保證加寬路基與舊路基搭接處的良好銜接，保證使其成為一個(gè)完整的整體，極力避免、減少橫向接頭和縱向接頭，利用舊路路基采取錯(cuò)臺(tái)式開(kāi)挖舊路路面結(jié)構(gòu)層，新舊路基臺(tái)階拼接方式根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行預(yù)留臺(tái)階。利用舊路段加鋪補(bǔ)強(qiáng)路段，先挖除原有道路硬路肩部分，把路肩圬工材料清理干凈，銑刨路面結(jié)構(gòu)及土路肩。原有路面如果需要全部挖除換填，重新鋪筑路段。先將硬路肩部分路緣石及邊坡圬工材料破除，然后用銑刨機(jī)對(duì)舊路水穩(wěn)、瀝青進(jìn)行銑刨，并按照?qǐng)D紙縱向預(yù)留臺(tái)階，最后對(duì)舊路床1.2m 范圍內(nèi)進(jìn)行挖除。低填及挖方路段根據(jù)圖紙選用山皮石、破碎料進(jìn)行換填，其余填方路基在新舊路基拼接處按照?qǐng)D紙要求各鋪設(shè)1 層土工格柵。對(duì)于舊路路床滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，不能挖除，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)利用，盡量減少對(duì)原有路床的破壞，這樣更有利于延長(zhǎng)既有路基的壽命。路基施工過(guò)程中，沉降控制必須滿足以下設(shè)計(jì)要求：（1）拼接部分路基沉降差，應(yīng)滿足橋兩頭處小于等于5cm、通道及涵洞處小于或等于10cm，其他一般路段小于等于15cm；（2）為防止路基填筑過(guò)快造成邊坡失穩(wěn)，要求施工過(guò)程中逐層填筑，每天進(jìn)行沉降觀測(cè)，當(dāng)沉降差、移位量超過(guò)設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)立即停止路基填筑。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，針對(duì)高速公路加寬改造的路基工程，需要滿足穩(wěn)定路基條件，進(jìn)行足夠填料，對(duì)加寬段基地特殊處理技術(shù)，有效解決了新老路基不均勻沉降問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)填實(shí)壓實(shí)，避免新老路基差異沉降的現(xiàn)象。長(zhǎng)余改擴(kuò)建工程施工已接近尾聲，根據(jù)目前左幅運(yùn)營(yíng)情況，并未發(fā)現(xiàn)加寬路基沉降開(kāi)裂現(xiàn)象，以此證明，新老路基結(jié)合部位不均勻沉降變形在合理控制范圍內(nèi)，滿足施工規(guī)范要求，也說(shuō)明了新老路基搭接處的控制措施，達(dá)到了預(yù)期效果。